TSAE Journal Vol.19

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย Thai Society of Agricultural Engineering Journal

ปท 19 ฉบบท 1 มกราคม – ธนวาคม 2556 (Volume 19 No. 1 January – December 2013) ISSN 1685-408X

เจาของ: สมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย สานกงาน: อาคาร 5 ชน 5 กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร แขวงลาดยาว จตจกร กรงเทพฯ 10900

โทร 0 2940 6183 โทรสาร 0 2940 6185 www.tsae.asia

บรรณาธการ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

รศ. ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล

กองบรรณาธการ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร รศ. ดร. ประเทอง อษาบรสทธ ผศ. ดร. ศวลกษณ ปฐวรตน ดร. วนรฐ อบดลลากาซม ดร. วชรพล ชยประเสรฐ ดร. ศรศกด เชดเกยรตพล มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร ดร. กระว ตรอานรรค

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารดร. เทวรตน ตรอานรรค สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง ดร. ประสนต ชมใจหาญ มหาวทยาลยขอนแกน ดร. ชยยนต จนทรศร กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร นางดาเรศร กตตโยภาส นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา

ทปรกษากองบรรณาธการ มหาวทยาลยธรรมศาสตร รศ. พนย ทองสวสดวงศ

กองบรรณาธการวชาการ จฬาลงกรณมหาวทยาลย ศ. ดร. สรนทร พงศศภสมทธ มหาวทยาลยธรรมศาสตร ศ. ดร. ผดงศกด รตนเดโช ศ. ดร. สมชาต ฉนทศรวรรณ สถาบนเทคโนโลยแหงเอเชย ศ. ดร. อรรถพล นมหอม มหาวทยาลยเกษตรศาสตร รศ. ดร. ธญญา นยมาภา รศ. วชา หมนทาการ ผศ. ภรต กญชร ณ อยธยา ดร. ประภากรณ แสงวจตร มหาวทยาลยเชยงใหม รศ. ดร. สมพนธ ไชยเทพ ผศ. ดร. ศวะ อจฉรยวรยะ ดร. วบลย ชางเรอ มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ผศ. ดร. วรชย อาจหาญ ผศ. ชาญชย โรจนสโรช ผศ. ดร. พยงศกด จลยเสน

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบรศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ มหาวทยาลยแมโจ รศ. เสมอขวญ ตนตกล ผศ. ดร. สเนตร สบคา มหาวทยาลยขอนแกน รศ. ดร. ธวชชย ทวาวรรณวงศ รศ. ดร. วนต ชนสวรรณ ผศ. ดร. เสร วงสพเชษฐ ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. สมชาย ชวนอดม ผศ. ดร. วเชยร ปลมกมล มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร รศ. ดร. รงเรอง กาลศรศลป ผศ. ดร. จตรงค ลงกาพนธ มหาวทยาลยราชภฏวไลยอลงกรณ รศ. จราภรณ เบญจประกายรตน สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง รศ. ดร. ปานมนส ศรสมบรณ รศ. สาทป รตนภาสกร

สถาบนวจยเกษตรวศวกรรม กรมวชาการเกษตรดร. ชศกด ชวประดษฐ ดร. อนชต ฉาสงห กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร นางดาเรศร กตตโยภาส นายณรงค ปญญา นายชรวรรธก มนกจ นางสาวฐตกานต กลมพสต University of California, Davis Pictiaw Chen, Ph.D., Professor Emeritus David C. Slaughter, Ph.D., Professor University of Tsukuba Masayuki Koike, D.Agr., Professor Emeritus Tomohiro Takigawa, Ph.D., Professor Mie University Nobutaka Ito, D.Agr., Professor Emeritus Kansas State University Dirk E. Maier, Ph.D., Professor Purdue University Klein E. Ililiji, Ph.D., Associate Professor

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

คณะกรรมการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ประจาป พ.ศ. 2554 – 2555

ทปรกษา ฯพณฯ นายอาพล เสนาณรงค ฯพณฯ พลเอกสรยทธ จลานนท ศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ ศ. ดร. อรรถพล นมหอม ศ. ดร. สรนทร พงศศภสมทธ รศ. ดร. ธวชชย ทวาวรรณวงศ

Prof. Dr. Vilas M SalokheProf. Dr. Gajendra Singh Prof. Dr. Chin Chen Hsieh ดร. สภาพ เออวงศกล นายทรงศกด วงศภมวฒน นายสรเวทย กฤษณะเศรณ

นายโอฬาร พทกษ รศ. ดร. วนต ชนสวรรณ นายสมชย ไกรครฑร นายปราโมทย คลายเนตร นายสวทย เทดเทพพทกษ นายชนะธช หยกอบล

กรรมการบรหาร นายกสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

อปนายก ประธานฝายวชาการ

ผชวยประธานฝายวชาการ ผชวยประธานฝายวชาการ ผชวยประธานฝายวชาการ

เลขาธการ เหรญญก

นายทะเบยน สาราณยกร

ผชวยสาราณยกร ปฏคม

ประชาสมพนธ ผประสานงานกลาง

นางดาเรศร กตตโยภาสผศ. ดร. วรชย อาจหาญ ศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ รศ. พนย ทองสวสดวงศ ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. สเนตร สบคา นายณรงค ปญญา นางสาวฐตกานต กลมพสต นายชรวรรธก มนกจ รศ. ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล ดร. วนรฐ อบดลลากาซม นายนเรสน รงสมนตศร นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา นายอนรกษ เรอนหลา

กรรมการกลางและวชาการ รศ. ดร. สมยศ เชญอกษร รศ. ดร. ธญญา นยมาภา รศ. ดร. ธญญะ เกยรตวฒน รศ. ดร. ปานมนส ศรสมบรณ รศ. สาทป รตนภาสกร ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. เสร วงสพเชษฐ ดร. ชยพล แกวประกายแสงกล รศ. ดร. สมพนธ ไชยเทพ รศ. ดร. วชย ศรบญลอ ผศ. เธยรชย สนดษฎ นายไพศาล พนพง ผศ. ฉตรชาย ศภจารรกษ รศ. กตตพงษ วฒจานง

ดร. สมเกยรต เฮงนรนดรรศ. ผดงศกด วานชชง รศ. จราภรณ เบญจประกายรตน รศ. ดร. รงเรอง กาลศรศลป ผศ. ดร. ศวลกษณ ปฐวรตน ดร. วนรฐ อบดลลากาซม รศ. รงสน โสธรวทย รศ. ดร. ประเทอง อษาบรสทธ รศ. มานพ ตนตระบณฑตย ผศ. ดร. สเนตร สบคา ผศ. ภรต กญชร ณ อยธยา ดร. วสนต จอมภกด ดร. ชศกด ชวประดษฐ รศ. ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล

นางดาเรศร กตตโยภาสรศ. ใจทพย วานชชง นายชนะธช หยกอบล นายจารวฒน มงคลธนทรรศ ดร. ไมตร แนวพนช นายอคคพล เสนาณรงค นายวบลย เทเพนทร นายสภาษต เสงยมพงศ ดร. อนชต ฉาสงห นายวระชย เชาวชาญกจ นายนรเชษฐ ฉตรมนตร นายไมตร ปรชา ผศ. ดร. สมชาย ชวนอดม นายสมศกด องกรวฒนานกล

นางสาวพนดา บษปฤกษ นายมลฑล แสงประไพทพย นางสาวระพ พรหมภ นายพฒนศกด ฮนตระกล นายมรกต กลบด นายนเรศวร ชนอนทรมน นายขนศร ทองยอย นายสรสทธ บญรกชาต นายบญสง หนองนา นางสาวศระษา เจงสขสวสด นางสาววไลวรรณ สอนพล นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา หวหนาภาควชาและสาขาวศวกรรมเกษตรของสถาบนการศกษาทกแหงของประเทศ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

คาแนะนาสาหรบผเขยน

1 หลกเกณฑทวไป

1.1 คานา วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย เปนวารสารวชาการทจดพมพโดยสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

มวตถประสงคเพอเผยแพรผลงานวจยทงทเปนองคความรใหม นวตกรรม และเทคโนโลยทางดานวศวกรรมเกษตรและระบบชวภาพ ในรปของบทความวจย บทวจยยอ และบทความปรทศน เนอหาของบทความทเผยแพรในวารสารสะทอนถงขอบเขตทกวางขวางของศาสตรวศวกรรมเกษตร ซงบรณาการวศวกรรมศาสตรหลากหลายสาขามาประยกตเพอเพมผลตภาพทางการเกษตรและระบบชวภาพ อาท เครองจกรกลเกษตร วศวกรรมดนและนา เทคโนโลยหลงเกบเกยว วศวกรรมอาหาร โครงสรางอาคารเกษตร การจดการระบบเกษตร พลงงานและสงแวดลอมทางการเกษตร เปนตน เนอหาของบทความอาจเปนการรายงานผลการทดลองของเรองทศกษาทใหองคความรใหม การวเคราะหทางทฤษฎ การออกแบบและประดษฐนวตกรรม หรอการนาเสนอเทคนควธการทดลองใหม

1.2 ขอบขายวารสาร 1) ตนกาลงและเครองจกรกลเกษตร

เครองยนตและกาลง การออกแบบและทดสอบเครองจกรกลเกษตร กระบวนการผลตเครองจกรกลเกษตร เทคนคปฏบตและการใชเครองจกรกลเกษตร

2) วศวกรรมดนและนา การอดแนน การชะลาง และการปรบปรงดน พนทแหงแลง และการเกบกกนา อทกวทยาและการจดการนา ชลศาสตรและระบบชลประทาน การใหนาพชระดบไรนา

3) กระบวนการหลงเกบเกยวและวศวกรรมอาหาร กระบวนการหลงเกบเกยวและการเกบรกษา การบรรจ เทคนคแบบไมทาลาย กระบวนการและเครองจกรกลอาหาร วศวกรรมชวภาพ

4) โครงสรางอาคารเกษตร การออกแบบอาคารเกษตร ไซโล โรงเรอน และโรงงานผลตพช

การวางผงฟารม การออกแบบโรงงานอตสาหกรรมเกษตร

5) ระบบเกษตร โลจสตกสและโซอปทานผลตผลและสนคาเกษตร ระบบตรวจสอบยอนกลบและความปลอดภยอาหาร การจดการระบบเกษตร และการจาลองสถานการณ อตสาหกรรมเกษตร

6) คอมพวเตอร อเลกทรอนกส และเทคโนโลยสารสนเทศ การเกษตรแมนยา การตรวจวดระยะไกล ระบบภม

สารสนเทศ ระบบผเชยวชาญ เซนเซอร หนยนต และระบบอตโนมต ชวสารสนเทศ การประยกตคอมพวเตอร การพฒนาซอฟแวร และ

เทคโนโลยสารสนเทศ 7) พลงงานและสงแวดลอม

พลงงานทดแทน ชวมวลและพลงงานชวมวล การจดการพลงงาน การจดการของเสยการเกษตร รไซเคล และเทคโนโลยไร

ของเสย วศวกรรมระบบนเวศนเกษตร

1.3 ประเภทบทความ บทความทเผยแพรในวารสารม 3 ประเภทคอ บทความวจย (Research paper) คอ รายงานผลการศกษาทดลองททาใหไดมาซงองคความรใหม หรอนวตกรรมใหม ทได

ดาเนนการจนสาเรจและมการเรยบเรยงอยางครบถวนสมบรณตามระเบยบวธวจย บทวจยยอ (Research note) คอ รายงานผลการศกษาทดลองเฉพาะในบางประเดนทผวจยคนพบ แตยงไมเสรจสมบรณ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

บทความปรทศน (Review paper) คอ รายงานทไดจากการรวบรวม ทบทวน และสงเคราะหงานวจยทผานมาในเรองใดเรองหนง โดยสอดแทรกทศนคต ประสบการณ หรอความคดเหนของผเขยนทมตอเรองนนๆ

1.4 ความยาวบทความ บทความวจย ความยาวไมควรเกน 10 หนาเรยงพมพ บทวจยยอ ความยาวไมควรเกน 5 หนาเรยงพมพ บทความปรทศน ความยาวไมควรเกน 10 หนาเรยงพมพ

1.5 คาธรรมเนยมการตพมพ ผเขยนบทความทผานการพจารณาใหตพมพในวารสารฯ จะตองชาระคาธรรมเนยมการตพมพในอตราหนาละ 300 บาท โดยกอง

บรรณาธการจะแจงรายละเอยดวธการชาระคาธรรมเนยมใหทราบเมอบทความไดรบการยอมรบตนฉบบใหตพมพในวารสารฯ

1.6 กระบวนการประเมนบทความ ตนฉบบบทความทกประเภทจะถกประเมนโดยผทรงคณวฒไมตากวา 2 ทาน กองบรรณาธการจะแจงผลการประเมนของ

ผทรงคณวฒไปยงผรบผดชอบบทความ (Corresponding author) ตามขอมลการตดตอในตนฉบบ ผเขยนบทความตองปรบปรงแกไขตนฉบบตามคาแนะนาของผทรงคณวฒ พรอมทงตอบขอซกถามของผทรงคณวฒใหชดเจน แลวสงเอกสารทงหมดกลบมายงกองบรรณาธการภายในระยะเวลาทกาหนด กองบรรณาธการจะพจารณาตดสนยอมรบตนฉบบใหตพมพในวารสารฯ โดยใชผลการประเมนของผทรงคณวฒเปนเกณฑ ทงนคาตดสนของกองบรรณาธการถอเปนอนสนสด

2 รายละเอยดการเตรยมตนฉบบ* *กองบรรณาธการขอสงวนสทธไมรบพจารณาตนฉบบบทความจนกวาตนฉบบนนๆ จะมการจดเรยงหนาตามรายละเอยดทแจงไว

ในเอกสารน

2.1 แบบฟอรมตนฉบบ (Template) ผเขยนควรทาความเขาใจแบบฟอรมตนฉบบ (Template) และตวอยางตนฉบบ (Manuscript example) ทกองบรรณาธการ

จดทาไวอยางละเอยด ลกษณะ (Styles) ของเนอหาทกสวนของแบบฟอรมตนฉบบไดถกปรบตงใหเปนไปตามขอกาหนดการจดเรยงหนาในเอกสารฉบบนแลว ผเขยนควรจดเตรยมตนฉบบโดยใชแบบฟอรมตนฉบบและกาหนดลกษณะ ใหกบทกสวนในตนฉบบใหสอดคลองกบแบบฟอรมตนฉบบ แบบฟอรมตนฉบบและตวอยางตนฉบบสามารถดาวนโหลดไดจากเวบไซตสมาคมฯ (www.tsae.asia)

2.2 การจดหนาและแบบอกษร ตนฉบบใชกระดาษขนาด A4 ตงขอบกระดาษแบบ Mirror margins (ระยะขอบเพอการเยบเลมหนงสอ) ตงระยะขอบบนและขอบ

ลางอยางละ 2.0 cm, ขอบนอก 1.5 cm และขอบใน 2.5 cm การพมพใชอกษรแบบ TH SarabunPSK ตลอดทงตนฉบบ

2.3 การระบประเภทบทความ ผเขยนจะตองระบประเภทของบทความทมมบนขวาในหนาแรกของบทความวาเปนบทความวจย บทวจยยอ หรอบทความปรทศน

(ดแบบฟอรมตนฉบบ)

2.4 หวเรอง สวนหวเรองจะมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ประกอบดวย ชอบทความ ใชอกษรขนาด 16 pt ตวหนา จดกระจายแบบไทย (Thai distributed) ชอบทความควรสนกระชบ ไดใจความ

และมความจาเพาะเจาะจงกบเนอหาของงาน ชอ นามสกล ผเขยน ใชอกษรขนาด 14 pt ตวหนา จดกระจายแบบไทย ไมใชคานาหนาชอ ระหวางชอผเขยนแตละคนใหใช

เครองหมายจลภาคคน หลงชอผเขยนใหแสดงกากบตนสงกดดวยตวเลขแบบอกษรยก (Superscript) และใหกากบ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

ผรบผดชอบบทความดวยเครองหมายดอกจน กองบรรณาธการจะถอวาผเขยนทกคนทมชอปรากฏในตนฉบบไดรบทราบและเหนพองกบเนอหาในตนฉบบนน

ตนสงกดและทอย ใชอกษรขนาด 12 pt ตวธรรมดา จดกระจายแบบไทย กากบแสดงตนสงกดดวยตวเลขแบบอกษรยก แลวตามดวยชอตนสงกดและทอย (จงหวดและรหสไปรษณย)

ใหระบหมายเลขโทรศพท โทรสาร และอเมล ของผรบผดชอบบทความ

2.5 บทคดยอ บทความภาษาไทยจะตองมบทคดยอทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ โดยใหลาดบบทคดยอภาษาไทยมากอนภาษาองกฤษ การพมพ

บทคดยอจะจดเปน 1 คอลมน จดกระจายแบบไทย ใชอกษรขนาด 14 pt บรรทดแรกใหยอหนา (Indentation) 1.0 cm บทคดยอควรสนกระชบ (ไมควรเกน 250 คา) เนอความครอบคลมถงวตถประสงค วธการ ผล การคนพบทสาคญ และสรป

2.6 คาสาคญ ทายบทคดยอใหระบคาสาคญ 3-5 คา ใชอกษรขนาด 14 pt คาสาคญทงภาษาไทยและภาษาองกฤษใหใชเครองหมายจลภาคคน

ระหวางคา สาหรบภาษาองกฤษใชอกษรตวพมพใหญกบอกษรตวแรกของทกคา

2.7 เนอความ สวนเนอความใชการจดหนาเปน 2 คอลมน ความกวางของแตละคอลมน 8.25 cm ระยะระหวางคอลมน 0.5 cm จดกระจายแบบ

ไทย หวเรองยอยใหใชหมายเลขกากบ และพมพตวหนา เชน “1 บทนา” (ตามดวย 1.1 พมพตวเอยง, 1.1.1 พมพตวหนาและเอยง, ...) และจดกระจายแบบไทย บรรทดแรกของทกยอหนาใหยอหนา 0.5 cm และใหใชอกษรขนาด 14 pt ตลอดทงเนอความ ยกเวนรายการเอกสารอางอง ในรายการเอกสารอางอง ใหยอหนา 0.5 cm แบบ Hanging

เนอความควรประกอบดวยสวนตางๆ ดงน บทนา (Introduction) ควรมการทบทวนวรรณกรรมทเกยวของตรงประเดน กลาวถงทมาของปญหาและความสาคญของ

ผลงานทผเขยนตองการนาเสนอ ตอนทายบทนาควรระบวตถประสงคและขอบเขตของงานอยางชดเจน อปกรณและวธการ (Materials and methods) การเขยนสวนอปกรณและวธการใหบรรยายรอยเรยงกนไป ไมเขยนใน

ลกษณะนารายการอปกรณมาเรยงลาดบ (List) ควรอธบายอยางเปนขนตอนและมรายละเอยดเพยงพอใหผอานทสนใจสามารถทาการทดลองซาได วธการทเปนททราบดในสาขาวชานน หรอเปนมาตรฐาน หรอถกเผยแพรโดยผอนมากอน ควรใชการอางองโดยไมตองอธบายรายละเอยดซา การกลาวถงชอทางการคาของอปกรณเพอความสมบรณของขอมลเชงวทยาศาสตรสามารถทาได แตทงนตองไมมนยทแสดงถงการรบรองหรอสนบสนนผผลตรายใดรายหนง

ผลและวจารณ (Results and discussion) ผลทนาเสนอควรเปนขอมลทผานการวเคราะหสงเคราะห ไมใชขอมลดบ โดยนาเสนอเปนลาดบสอดคลองกบทอธบายไวในสวนอปกรณและวธการ ควรมการแปลและวจารณผลอยางมหลกการและมขอมลสนบสนนชดเจน อาจมการเปรยบเทยบผลกบงานวจยในทานองเดยวกนทเผยแพรมากอน รวมทงอาจใหขอเสนอแนะสาหรบการวจยทเกยวของกนในอนาคต

สรป (Conclusions) เปนการลงความเหนหรอสรปการคนพบทสาคญทไดจากงานวจย ควรสนกระชบ และไมอธบายซาซอนกบเนอความในสวนกอนหนา

กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) เปนสวนทผเขยนแสดงคาขอบคณแกบคคล หรอหนวยงานทมบทบาทสาคญในการสนบสนนการดาเนนงานวจย ทงน ไมจาเปนตองแสดงคาขอบคณแกผรวมเขยนบทความซงมชอปรากฏในสวนหวเรองแลว สวนกตตกรรมประกาศอาจมหรอไมมกได

เอกสารอางอง (References) การอางองใชระบบชอผแตง-ปทตพมพ (Name-year system) ควรอางองเฉพาะแหลงขอมลทมเนอหาเกยวของกบงานวจยของผเขยน เอกสารอางองทใชตองไดรบการยอมรบทางวชาการ ไมควรอางองแหลงขอมลทเขาถงไดยาก เชน รายงานผลการวจยทเผยแพรในกลมแคบๆ ขอมลทไมถกตพมพ หรอการตดตอสอสารระหวางบคคล เอกสารอางองทกชนทถกอางถงในเนอความตองปรากฏอยในรายการเอกสารอางอง และในทานองเดยวกนเอกสารอางองทก

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

ชนทปรากฏอยในรายการเอกสารอางองตองถกอางถงในเนอความ การอางถงเอกสารอางองภาษาไทยในเนอความใหใชรปแบบ “ชอผแตง (ปทตพมพ)” เชน “มงคล (2545) แสดงใหเหนวา ...” หรอ “ความเรวการหมนลกมะพราวและความเรวของมดปอกมผลตอความเรยบของผวลกมะพราว (บณฑต, 2550)” หรอ “อนพนธ และศวลกษณ (2555) พบวา ...” แตหากเอกสารอางองเปนภาษาองกฤษใหใชรปแบบ “นามสกลผแตง (ปทตพมพ)” เชน “Mettam (1994) แสดงใหเหนวา ...” การอางถงเอกสารอางองภาษาไทยซงมผแตงตงแต 3 คนขนไปใชคาวา “และคณะ” หลงชอผแตงคนแรก เชน “สมชาต และคณะ (2551)” สาหรบเอกสารอางองภาษาองกฤษใหใชคาวา “et al.” เชน “Perez-Mendoza et al. (1999)” การจดเรยงรายการเอกสารอางอง ใหจดเรยงเอกสารอางองภาษาไทยกอน แลวตามดวยเอกสารอางองภาษาองกฤษ สาหรบเอกสารอางองภาษาไทย ใหจดเรยงเอกสารอางองตามลาดบอกษรของชอผแตง ซงถาผแตงคนแรกเปนคนเดยวกน ใหเรยงลาดบตามอกษรของชอผแตงคนถดไป ถาชอผแตงเหมอนกนทงหมดใหเรยงลาดบตามปทพมพ ถาปทพมพเปนปเดยวกนใหระบความแตกตางดวยอกษร “ก”, “ข”, “ค” ตอทายปทตพมพ สาหรบเอกสารอางองภาษาองกฤษ ใหจดเรยงเอกสารอางองตามลาดบอกษรของนามสกลผแตง ซงถาผแตงคนแรกเปนคนเดยวกน ใหเรยงลาดบตามอกษรของนามสกล ผแตงคนถดไป หากผแตงเปนคนเดยวกนทงหมด ใหเรยงลาดบตามปทตพมพ ในกรณทผแตงเปนคนเดยวกนทงหมดและตพมพในปเดยวกน ใหระบความแตกตางดวยตวอกษร “a”, “b”, “c” ตอทายปทตพมพ ชอวารสารวชาการทนามาอางอง ใหใชชอเตม

2.8 ตวอยางการพมพรายการเอกสารอางอง บทความวารสารวชาการ จกรมาส เลาหวณช, พรมม แพงสชา, สเมธ คาวนสา. 2552. การหาคาความขาวขาวสารโดยวธการวดคาส. วารสารสมาคมวศวกรรม

เกษตรแหงประเทศไทย 15(1), 26–30. Perez-Mendoza, J., Hagstrum, D.W., Dover, B.A., Hopkins, T.L., Baker, J.E. 1999. Flight response, body weight, and

lipid content of Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrichidae) as influenced by strain, season and phenotype. Journal of Stored Products Research 38, 183–195.

หนงสอทมผแตงแตละบท (Edited book) Mettam, G.R., Adams, L.B. 1994. How to prepare an electronic version of your article. In: Jones, B.S., Smith, R.Z.

(Eds.), Introduction to the Electronic Age (pp. 281–304). New York: E-Publishing Inc. ตารา ประดษฐ หมเมองสอง, สชญาน หรรษสข. 2550. การวเคราะหการสนสะเทอน. กรงเทพมหานคร: ซเอดยเคชน. Strunk, W., Jr., White, E.B. 1979. The Elements of Style. (3rd ed.). Brooklyn, New York: Macmillan. รายงานการประชมวชาการ วฒนชย ภทรเธยรสกล, วารณ เตย, สมชาต โสภณรณฤทธ. 2553. ศกยภาพการผลตเอทานอลจากลกโนเซลลโลสในประเทศไทย.

รายงานการประชมวชาการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ครงท 11 ประจาป 2553, 299–304. นครปฐม: ภาควชาวศวกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน. 6–7 พฤษภาคม 2553, กาแพงแสน, นครปฐม.

Winks, R.G., Hyne, E.A. 1994. Measurement of resistance to grain fumigants with particular reference to phosphine. In: Highley, E., Wright, E.J., Banks, H.J., Champ, B.R. (Eds). Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection, 244–249. Oxford, UK: CAB International. 17–23 April 1994, Canberra, Australia.

วทยานพนธ สยาม ตมแสงทอง . 2546. การปรบปรงเครองคดขนาดผลมงคดแบบจานหมน. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต.

กรงเทพมหานคร: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

Chayaprasert, W. 2007. Development of CFD models and an automatic monitoring and decision support system for precision structural fumigation. PhD dissertation. West Lafayette, Indiana: Department of Agricultural and Biological Engineering, Purdue University.

แหลงขอมลอเลกทรอนกส ศนยขอมลกรงเทพมหานคร. 2550. สถตรายป กรงเทพมหานคร. แหลงขอมล: http://203.155.220.230/stat_search/frame.asp.

เขาถงเมอ 14 มถนายน 2550. United Nations Environment Programme. 2000. The Montreal protocol on substances that deplete the ozone

layer. Available at: http://ozone.unep.org/pdfs/Montreal-Protocol2000.pdf. Accessed on 7 August 2008.

2.9 หนวย ใชระบบหนวย International Systems (SI) ใหถอวาหนวยเปนสญลกษณ ดงนนแมในบทความจะมเนอความเปนภาษาไทย

หนวยทใชจะเปนหนวยภาษาองกฤษเสมอ เชน “มวล 15 kg” ไมใช “มวล 15 กโลกรม” หรอ “มวล 15 กก.” เปนตน ใหเขยนหนวยทมลกษณะเปนเศษสวนในรปตวเลขยกกาลง เชน “m s-1” ไมใช “m/s” เปนตน

2.10 สมการ สมการทไมซบซอนอาจพมพแทรกระหวางขอความภายในบรรทดได สมการทมความซบซอนใหพมพแยกบรรทดดวย Equation

editor ควรกาหนดหมายเลขใหกบทกสมการตามลาดบการปรากฏในตนฉบบของสมการ และควรอางถงสมการในเนอความตามหมายเลขทกาหนดไว ควรนยามตวแปรทกตวในสมการเมอถกอางองถงครงแรก ตวแปรควรพมพดวยตวอกษรเอยง และใชอกษร หรอสญลกษณทเปนทนยมในสาขานนๆ หากจาเปนตองมการกาหนดสญลกษณหรอตวแปรขนใหมเปนจานวนมาก ควรทาตารางสญลกษณเฉพาะ (Nomenclature)

2.11 ภาพและตาราง ใหแทรกภาพและตารางลงในเนอความ โดยรายละเอยดของภาพจะตองสามารถมองเหนไดชดเจนเมอเรยงพมพ ภาพถายควรม

ความละเอยดอยางนอย 300 dpi ภาพทเปนกราฟจะตองมคาอธบายแกน คาอธบายสญลกษณในกราฟ พรอมระบหนวยใหชดเจน เนองจากวารสารฯ จะถกจดพมพแบบขาว-ดา ดงนน ผเขยนควรคานงถงการสญเสยความชดเจนของภาพสเมอตองจดพมพเปนภาพขาว-ดา ตารางควรจดรปแบบใหเรยบรอย เสนตารางใชเฉพาะเสนแนวนอน ไมใชเสนแนวตง

ชอภาพและตาราง ตลอดจนขอความทงหมดในภาพและตารางใหใชภาษาองกฤษ ใหเขยนชอภาพไวดานใตภาพ โดยใชรปแบบ ดงตวอยางเชน “Figure 1 Relationship between …” สวนชอตารางใหเขยนไวดานบนตาราง โดยใชรปแบบดงตวอยางเชน “Table 1 Results of …” ใหจดขอบซายขวาของชอภาพและตารางเปนแบบจดกระจายแบบไทย ใชอกษร TH SarabunPSK ขนาด 14 pt ชอภาพและตารางควรสอใหผอานสามารถทาความเขาใจสาระสาคญของภาพหรอตารางนนๆ ได แมไมอานเนอความ การกาหนดหมายเลขภาพและตารางใหเปนไปตามลาดบการปรากฏในตนฉบบ ใหใชรปแบบการอางองถงภาพและตารางในเนอความ ดงตวอยางเชน “... ดงผลการทดลองใน Figure 1” หรอ “Table 1 เปนคาเฉลยของ ...” ควรแทรกภาพหรอตารางเมอจบยอหนาทมการอางถงภาพหรอตารางนนๆ ทนท

2.12 หมายเลขบรรทด (Line number) เพอความสะดวกในการประเมนบทความของผทรงคณวฒ ใหกาหนดหมายเลขบรรทดดวยอกษร TH SarabunPSK ขนาด 8 pt

เยองจากขอความ 1 mm นบทละ 1 บรรทด โดยกาหนดใหบรรทดแรกของคอลมนซายเปนบรรทดหมายเลข 1 และเรมนบลาดบเลขใหมในแตละหนาตลอดทงตนฉบบ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

3 การสงตนฉบบ ผเขยนสามารถสงไฟลตนฉบบ (Soft copy) ทางอเมลมาท [email protected] หรอสงตนฉบบ (Hard copy) จานวน 3 ชด

โดย 3 ชดไมแสดงชอและสงกดของผเขยนทางไปรษณยตามทอยดานลาง เมอไดรบตนฉบบแลว กองบรรณาธการจะแจงใหผรบผดชอบบทความทราบ

รองศาสตราจารย ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน 1 หม 6 ถ. มาลยแมน ต. กาแพงแสน อ. กาแพงแสน จ. นครปฐม 73140 (ตนฉบบวารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย)

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

สารบญ

1 การจาแนกความสก – แกของทเรยนพนธ “หมอนทอง” แบบไมทาลายดวยสเปกโทรสโกปชวงแสงทมองเหนไดทเปลอก ประกต ทมขา, อนพนธ เทอดวงศวรกล

7 การศกษาการอบแหงกากมนสาปะหลงโดยใชเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน วเชยร ดวงสเสน, เทวรตน ตรอานรรค, นยวฒน สขทง, วรชย อาจหาญ

14 จลนพลศาสตรการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศของสาหรายเตา ฤทธชย อศวราชนย

25 การพฒนาและทดสอบเครองรดและกรดเสนผกตบชวาสาหรบงานหตถกรรม กระว ตรอานรรค, เทวรตน ตรอานรรค

31 การวเคราะหคาลงทนเพอการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษา นมตร เฉดฉนทพพฒน, วราวธ วฒวณชย

38 การออกแบบและพฒนาเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก ศวลกษณ ปฐวรตน, ฉตรชย ทพยรตน, ชยยะ จนทรา

43 The Production Conditions of Biodegradable Film Containing Pomelo Peel Extract for Staphylococcus aureus Inhibition Sawanit Aichayawanich

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 19 ฉบบท 1 (2556), 1-6

1

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย บทความวจยปท 19 ฉบบท 1 (2556) 1-6

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

การจาแนกความสก – แกของทเรยนพนธ “หมอนทอง” แบบไมทาลายดวยสเปกโทรสโกปชวงแสงทมองเหนไดทเปลอก Non-destructive classification of durian maturity of ‘Monthong’ cultivar by visible spectroscopy of the husk

ประกต ทมขา1*, อนพนธ เทอดวงศวรกล2 Prakit Timkhum1*, Anupun Terdwongworakul2 1สาขาอตสาหกรรมเกษตร คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลยการเกษตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา นาน, นาน, 55000 1Agro-Industry Program, Faculty of Science and Agricultural Technology, Rajamangala University of Technology Lanna Nan, Nan, 55000 2ภาควชาวศวกรรมเกษตร, คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน, นครปฐม, 73140 2Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering at Kamphaengsaen, Kasetsart University - Kamphaengsaen Campus, Nakhon Pathom, 73140 *Corresponding author: Tel: +66-8-6881-2254, Fax: +66-54-771-398, E-mail: [email protected]

บทคดยอ การเกบเกยวทเรยนออนทาใหเกดปญหาการสงออกทเรยน สทเปลอกผลเปนดชนหนงทใชบงบอกความสก-แกของทเรยน

งานวจยนมวตถประสงคเพอ สรางโมเดลจาแนกความสก-แกของทเรยนพนธหมอนทองแบบไมตองทาลายผลทเรยนดวยขอมลสเปกโทรสโกปชวงแสงทมองเหนไดของเปลอกผลทเรยน โดยวดขอมลสเปกตรมการดดกลนแสงทเปลอกผลสาหรบทเรยนทมอายหลงดอกบาน 5 ชวงอายตงแต 106 ถง 134 วน จากการวเคราะหขอมลแบบจาแนกกลม พบวา โมเดลสามารถคดแยกทเรยนออกเปน 5 กลมไดถกตอง 83.3%

คาสาคญ: ทเรยน, ความสกแก, เปลอก

Abstract Harvesting immature durian is problematic for durian exporters. The color of durian husk is one of the

indexes used to indicate mature durians. The objective of this research was to obtain a non-destructive maturity classification model of Monthong durians based on visible spectroscopy of durian husk. Absorbance spectral data of durian husk, of which age ranged from 106 to 134 days after anthesis, were measured. The data discriminant analysis showed that model can be separated into five groups which have 83.3% of accuracy.

Keywords: Durian, Maturity, Husk

1 บทนา ประเทศไทยถอวาเปนผนาในการปลก และผลตทเรยนทม

คณภาพสงรายใหญทสดในโลก สถตการสงออกทเรยนสดของประเทศไทยในป 2555 มประมาณ 326,097 ตน คดเปนมลคาประมาณ 5,800 ลานบาท (สานกงานเศรษฐกจการเกษตร, 2556) อยางไรกตามหลายปทผานมา ผบรโภค และผคา ยงคง

ประสบปญหาการสงออกทเรยนออน ซงอาจมสาเหตจากความผดพลาดในการคดเลอก หรอการจงใจของคนคดเลอก ดชนการเกบเกยวทชาวสวนใชในการพจารณาคดเลอกความบรบรณของผลทเรยนคอ นบอายวนหลงดอกบาน ดสและลกษณะทางกายภาพ ทตาแหนงตางๆ ของผลทเรยน โดยผลทเรยนทแกจด สทปลายหนามจะออกสนาตาลเขม สผลดานบนจะมนและแหง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 19 No. 1 (2013), 1-6

2

รองพเปนสนาตาล กานผลแขงเมอดดงอจะดดกลบ ปากปลงจะขยายออก เมอบบปลายหนามเขาหากนจะดดกลบคลายสปรง รองพหางมากขน หรอเมอเคาะทผลจะมเสยงโพรกและโปรง และมนาหนกเนอแหงขนตา 32% (สานกงานมาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต, 2546) วธการดงทกลาวมาแลวนนตองใชความชานาญและประสบการณของผคดเลอก ทาใหเกดความคลาดเคลอนในการพจารณาความบรบรณได

วธการวดคาตางๆ ไมสามารถวดสมบตของเนอทเรยนไดโดยตรงเนองจากเปลอกของทเรยนมความหนา ดงนนการวดทอาศยสมบตของเปลอก กาน หรอหนาม จงเปนวธการวดคาทสามารถทาได ซงมงานวจยทแสดงถงความสมพนธระหวางสมบตของหนาม เปลอก หรอกาน ทสมพนธกบความสก-แกหรอในทนกคอ อายวนหลงดอกบาน หรอนาหนกแหงของเนอผลทเรยน

Kongrattanapsert et al. (2001) ใชวธการวดคา force vibration ประมาณความสก-แกของทเรยนโดยใชวธกระตนทบรเวณรองหนามกลางผลทเรยนดวยความถตา และคงท (30 Hz) แลววดคาการสนสะเทอนทสงผานผลทเรยนดานหนงไปยงฝงตรงขามอกดานหนงของผลโดยใช laser doppler เปนตวรบแลวแปลงคาเปนสญญาณไฟฟาทสามารถอานดวยออสซโลสโคปได พบวา ทเรยนออนจะมคาความถ และ amplitude นอยกวาทเรยนแก Rutpralom et al. (2002) ใชคลนไมโครเวฟทความถ 3 GHz วดความชนของทเรยนแลวนาไปเปรยบเทยบกบเปอรเซนตความแหงตอนาหนกเพอวดความสกของทเรยน Neamsorn and Terdwongworakul (2004) วดเสยงเคาะ และความแขงแรงของกานผลทเรยน ทสมพนธกบเปอรเซนตนาหนกแหงเนอ ใชประเมนความสกแกทเรยนได Pathaveerat et al. (2008) นาเทคนคการวเคราะหแบบหลายตวแปร ทวดคาโดยไมตองทาลายผล ในการตรวจสอบความสกแกของสบปะรดสามารถทานายความสกแกไดมความแมน 75.7% Jha et al. (2006, 2007) ใช spectrophotometer ในการวดสผวของมะมวง เพอหาปรมาณของแขงทละลายนา และความแนนเนอโดยใชคาของสเปกตรมทมองเหนไดทชวงความยาวคลน 440 และ 480 nm และยงสามารถพฒนาโมเดลทานาย คาเฉลยความแนนเนอของการเกบเกยว (R2 = 0.8) โดยใชสเปกตรมทมองเหนได ชวงความยาวคลน 530-550 nm Wanitchang et al. (2010) หาดชนการแยกความสกแกของผลแกวมงกร พบวาคาการสะทอนแสงของผลแกวมงกรมคาสงสดทชวงความยาวคลน 550 และ 650 nm และสามารถใชทานายคาความแนนเนอของผลแกวมงกรได Wanitchang et al. (2011) สามารถทานายอาย

วนหลงดอกบานของมะมวงไดถกตอง 95% โดยใชสมบตทางกายภาพ ทางกล และทางแสง ดวยเทคนคการวเคราะหขอมลแบบ Discriminant Analysis (DA) และ Pholpho et al. (2011) จาแนกความชาของลาไยโดยใชสเปก-โตรสโกปชวงแสง ทมองเหนไดถกตอง 100%

อยางไรกตามยงไมพบวามรายงานการวจยทเกยวกบการวดสทเปลอกของผลทเรยนเพอใชเปนตวบงชความสกแก ซงเปนวธการหนงทเกษตรกรใชเปนดชนบอกความสกแกของทเรยน งานวจยนมวตถประสงคเพอพฒนาโมเดลทใชในการคดแยกผลทเรยนตามความสกแก โดยการประยกตใชสเปกโทรสโกปชวงแสงทมองเหนไดของเปลอกผลทเรยน ซงเปนการตรวจสอบแบบไมตองทาลายผลทเรยน

2 อปกรณและวธการ

2.1 ตวอยางทดสอบ ใชผลทเรยนพนธหมอนทอง จากสวนทเรยนในจงหวด

นครศรธรรมราช ทาเครองหมายทชอดอกหลงผสมเกสรเพอนบอายวนหลงดอกบาน (days after anthesis; DAA) สมเกบผลทเรยนทอายผล 106 113 120 127 134 DAA ชวงอายละ 25 ผล รวมทงหมดจานวน 125 ผล แลวขนสงจากสวนโดยรถตปรบอากาศ มาทหองปฏบตการภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน จงหวดนครปฐม นามาเกบรกษาทอณหภม 25oC เปนเวลา 1 คนกอนทาการวดคาการดดกลนแสง

2.2 การวดคาการดดกลนแสง ผลทเรยนทแกจด สทปลายหนามจะออกสนาตาลเขม สผล

ดานบนจะมนและแหง รองพเปนสนาตาล (Sripanich, 2011) ซงการทสทเปลอกมการเปลยนแปลงเปนตวแปรหนงทใชเปนดชนชวดความสก-แก

นาผลทเรยนมาวดคาการดดกลนแสง ดวยเครองมอวดคา การดดกลนแสง (USB2000 OCEAN OPTIC) ดงแสดงใน Figure 1 ใชแหลงกาเนดแสงเปนหลอดไฟฮาโลเจน 150 W ไฟเบอร ออปตคและเลนส (QP1000-2-UV/VIS) ตวรบสญญาณและแปลงสญญาณดวยเครองคอมพวเตอรแบบพกพา โดยวดทชวงความยาวคลน 350-750 nm ทบรเวณเปลอกกลางพเอก และพรองอกสองพๆ ละสามจด รวมทงหมด 9 จดตอผล โดยกอนทา

การวดแตละชวงอาย จะตองทาการวดแทงเทปลอนสขาว (R)

และสดา (D) ซงใชเปนคาในการคานวณสญญาณทวดไดจากคา

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


3

สะทอนแสงเปนคาการดดกลนแสง (absorbance spectra; A) โดยสมการ (1) จากคมอเครองมอวดคาการดดกลนแสง (USB2000 OCEAN OPTIC)

10logS DAR D

(1)

โดยท S = Sample intensity at wavelength

D = Dark intensity at wavelength

R = Reference intensity at wavelength

2.3 การวดคาเปอรเซนตนาหนกแหง คาเปอรเซนตนาหนกแหง (Percent dry matter; %DM)

ไดจากนาเนอทเรยนจากกลางพของทกๆ พเพอเปนตวแทนของทงผลมาสบใหละเอยด จานวน 20 g ตอผล นาไปอบแหงทอณหภ ม 70oC เปน เวลา 48 h หรอจนกว าน าหนกคง ท (Sangwanangkul et al., 2000) แล ว ค านวณหา ค า %DM โดยสมการ (2)

1

2

% 100wDMw

(2)

โดยท w1 = นาหนกเนอทเรยนกอนอบ (g) w2 = นาหนกเนอทเรยนหลงอบ (g)

2.4 การวเคราะหขอมลเพอแบงกลมชวงอาย นาขอมลกลมทเรยน และคาการดดกลนแสงทเปลอก (A)

ของผลทเรยน มาวเคราะหสรางโมเดลจาแนกกลม โดยใชคาการดดกลนแสงเปนตวแปรอสระ และกลมทเรยนเปนตวแปรตาม ดวยวธการวเคราะหจาแนกกลม (Discriminant analysis; DA) โดยใชโปรแกรม SPSS version 11.5 (SPSS Inc., Chicago, USA) ในการวเคราะหจะเรยงลาดบ %DM ของตวอยางในแตละกลมชวงอาย DAA จากนอยไปมากและแบงตวอยางสลบกนออกเปนกลม calibration และกลม validation ในอตราสวน1:1 ทงน เพอใหตวอยางทงสองกลมมการกระจายตวของคา %DM ใกลเคยงกน จากนนนาขอมลกลม calibration มาวเคราะหสรางโมเดลทานายแลวนาโมเดลทไดมาทานายจาแนกกลมโดยใชขอมลกลม validation เพอทดสอบความแมนยาของโมเดล ในการทานายการจาแนกกลม

Figure 1 Schematic diagram of reflectance measurement of the husk of durian.

3 ผลและวจารณ

3.1 คาเปอรเซนตนาหนกแหง ผลการทดลองพบวา %DM เพมขนตามอายวนหลงดอกบาน

ทมากขนดง Figure 2 สอดคลองกบ Siriphanich (2011) ยกเวนทอาย 127 DAA กลบมคาเฉลย %DM ลดลงตากวาทอาย 120 DAA มสาเหตอาจเนองมาจากในชวงเกบเกยวมฝนตกชกมากทาใหมความชนสง ในขณะทชวงอาย 134 DAA คาเฉลย %DM เทากบ 33.10 ซงสงกวาเกณฑขนตาของผลทเรยนแก (สานกงานมาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต, 2546)

3.2 คาสมบตการดดกลนแสง ผลการทดลองพบวาคาเฉลยการดดกลนแสง (A) ทเปลอก

ผลทเรยนอาย 106 113 120 127 และ134 DAA ทชวงความยาวคลน 350 – 750 nm (ทคาความละเอยดของเครองมอวดเทากบ 0.37 nm) คาการดดกลนแสงเฉลยทวดไดมคาเพมขนเปนลาดบ

Figure 2 Change in dry matter percentage of durian flesh with number of days after anthesis (error bars represent standard deviations).

ตามอายวนหลงดอกบาน (Figure 3) 5 ชวงอายตงแต 106 113 120 127 และ 134 DAA สอดคล อ งก บก บ ง านว จ ย ขอ ง Timkhum and Terdwongworakul (2012) ท ค า เ ฉ ล ย การดดกลนแสงทปลายหนามของผลทเรยนพนธหมอนทองเรยง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


4

ตามอาย DAA ท 4 ชวงอายคอ 113 120 127 และ134 DAA การดดกลนแสงทเพมขนขณะทเรยนมอายมากขนแสดงวา สทเรยนมความสวางนอยลงทาใหสะทอนแสงนอยลงหรอดดกลนแสงมากขน

Figure 3 Absorbance of durian husk at different maturity stages represented by days after anthesis (DAA).

3.3 การวเคราะหการจาแนกกลม ผลการวเคราะหจาแนกกลมแบบ DA โดยแบงกลมตวอยาง

ออกเปนกลม calibration (n=65) และ กลม validation (n=60) (Table 1) ใชคาเฉลยของสเปกตรมการดดกลนแสงทวดไดทเปลอกผลทเรยนเรยงลาดบจากนอยไปมากตาม %DM ของแตละชวงอาย DAA ความยาวคลนทสาคญไดแก ความยาวคลนทตรงกบชวงการดดกลนแสงของคลอโรฟลล เอ (410, 662 nm) บ (453 nm) (Gross, 1987) ในการวเคราะหชวงความยาว

คล นช ว งแสง ทมอง เ หน ไ ด ทปลายหนามของผล ท เ ร ยน (Timkhum and Terdwongworakul, 2012) ทชวงความยาวคลน 402 และ 687 nm ถกใชเปนตวแปรทานาย และ DAA เปนตวแปรกลม เลอกตวแปรเขาโมเดลดวยวธ stepwise ความสามารถในการทานายกลมทเรยนของโมเดลไดผลดง Table 2 โดยสามารถทานายทเรยนท 5 ชวงอายคอ 106 113 120 127 และ 134 DAA ไดถกตอง 66.7 58.3 100 91.7 และ 100% ตามลาดบ ความสามารถโดยรวมในการทานายคอ 83.3% และจาก Figure 4 แสดงวา function 1 ซงอธบายความแปรปรวนในขอมลได 75% ทาหนา ทจาแนกทเรยนกลม 134 DAA ออกจากทเรยนกลมทเหลอได สวน function 2 ซงอธบายความแปรปรวนในขอมลได 22% มสวนรวมในการจาแนกกลมทเรยนระหวาง 106 113 120 127 DAA

4 สรป การจาแนกความสก-แกของทเรยนพนธหมอนทองแบบ

ไมตองทาลายผลทเรยนดวยสเปกโทรสโกปชวงแสงทมองเหนไดของเปลอกผลทเรยน โดยใชสเปกตรมการดดกลนแสง ทเปลยนแปลงของคลอโรฟลลเอ และบ ทเปลอกผลทเรยน ดวยการวเคราะหขอมลแบบจาแนกกลม (DA) สามารถสรางโมเดลทานายอายวนหลงดอกบานแบงออกเปน 5 ชวงอายจาก 106 ถง 134 DAA ไดถกตอง 83.3%

Table 1 Percentage dry weight of durian fruit in calibration and validation sets. DAAa (days)

Calibration (n=65) Validation (n=60) Min Max Mean SDa na Min Max Mean SDa na

106 6.27 14.46 10.89 2.19 13 8.99 14.72 12.09 1.86 12113 10.91 26.12 19.12 3.84 13 8.91 19.93 15.83 3.20 12120 6.97 30.38 23.46 5.46 13 19.22 31.12 24.42 3.17 12127 5.13 32.54 18.22 9.98 13 14.47 28.83 22.02 4.63 12134 29.07 38.06 33.10 2.87 13 27.95 38.97 32.94 3.78 12

106-134 5.13 38.06 20.96 3.10 65 8.91 38.97 21.46 1.01 60*DAA=days after anthesis; n=number of durian; SD=standard deviation.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


5

Table 2 Classification result. Actual

Maturity group %Correct Classified

Predicted maturity Group Total

106 113 120 127 134 106 66.7 8 4 12113 58.3 4 7 1 12120 100.0 12 12127 91.7 1 11 12134 100.0 12 12

Total 83.3 60

Figure 4 Scatter plots Canonical Discrminat functions.

5 กตตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบคณโครงการพฒนาบณฑตศกษาและเทคโนโลย

หลงการเกบเกยวศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยว มหาวทยาลยเกษตรศาสตร และมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา นาน ทใหการสนบสนนการวจยครงน

6 เอกสารอางอง สานกงานเศรษฐกจการเกษตร. 2556. เอกสารสถตการเกษตร

ของประเทศไทย ป 2556. แหลง ขอมล : http://www. oae.go.th/oae_report/export_import/export_result.php. เขาถงเมอ 24 มกราคม 2556.

สานกงานมาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต. 2546. มาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต, มกอช.3 – 2546.

Gross, J. 1987. Pigment in Fruits. Academic Press Ltd., London. 260 pp.

Jha, S.N., Kingsly, A.R.P., Chopra, S. 2006. Non-destructive determination of firmness and yellowness of mango during growth and strorage using visual spectroscopy. Biosystems Engineering 94(3), 397 - 402.

Jha, S.N., Chopra, S., Kingsly, A.R.P. 2007. Modeling of color values for nondestructive evaluation of maturity of mango. Journal of Food Engineering 78(1), 22 - 26.

Kongrattanaprasert, W., Arunrungrusmi, S., Pungsiri, B., Chamnongthai, K., Okuda, M. 2001. Nondestructive maturity determination of durian by force vibration and ultrasonic. International Journal of Uncertainty Fuzziness and Knowledge-Based Systems 9(6), 703 – 719.

Neamsorn, N., Terdwongworakul, A. 2004. Maturity index of ‘Montong’ durian based on stem strength and acoustic frequency response. Proceedings of Japan–Thailand Joint Symposium on Nondestructive Evaluation Technology, 18 – 21 May 2004. Bangkok, Thailand.

Pathaveerat, S., Terdwongworakul, A., Phaungsombut, A. 2008. Multivariate data analysis for classification of pineapple maturity. Journal of Food Engineering 89(2), 112 – 118.

Pholpho, P., Pathaveerat, S., Srisomboon, P. 2011. Classifiication of longan fruit bruising using visible spectroscopy. Journal of Food Engineering 104(1), 169 – 172.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


6

Rutpralom, T., Kumhom, P., Chamnongthai, K. 2002. Nondestructive maturity determination of durian by using microwave oisture sensing. IEEE International Conference on Industrial and Technology (ICIT), 11 – 14 December 2002. Bangkok, Thailand.

Sangwanangkul, P., Siriphanich, J. 2000. Growth and maturation of durian fruit cv. Monthong. Thai Journal of Agricltural Science 33(1-2), 75 – 82.

Siriphanich J. 2011. Durian (Durio zibethinus Merr.), In: Yahia, EM. (Ed)., Postharvest biology and technology of tropical and subtropical fruit. Cocona to mango, 3. Woodhead Publishing, UK.

Timkhum, P., Terdwongworakul, A. 2012. Non-destructive classification of durian maturity of ‘Monthong’ cultivar by means of visible spectroscopy of the spine. Journal of Food Engineering 112(4), 263 – 267.

Wanitchang, J., Terdwongworakul, A., Wanichng, J., Noypitak, S. 2010. Maturity sorting index of dragon fruit: Hylocereus polyrhizus, Journal of Food Engineering 100(3), 409 – 416.

Wanitchang, P., Terdwongworakul, A., Wanichng, J., Nakawajana, N. 2011. Non-destructive maturity classification of mango based on physical, mechanical and optical properties. Journal of Food Engineering 105(3), 477 – 484.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


7



การศกษาการอบแหงกากมนสาปะหลงโดยใชเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน A Study of Drying Cassava Pulp Using a Rotary Screen Dryer

วเชยร ดวงสเสน1, เทวรตน ตรอานรรค1,*, นยวฒน สขทง1, วรชย อาจหาญ1 Wichian Duangsrisen1, Tawarat Treeamnuk1,*, Naiyawat Sukthang1, Weerachai Arjharn1 1สาขาวชาวศวกรรมเกษตร สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จ. นครราชสมา 30000 1School of Agricultural Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, 30000 *Corresponding author: Tel: +66-44-224-583, Fax: +66-44-224-610, E-mail: [email protected]

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงคเพอหาสภาวะทเหมาะสมสาหรบการอบแหงกากมนสาปะหลงดวยเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน

ตนแบบซงมขนาดรตะแกรง 3 mm ความจ 0.5 m3 ใชแกส LPG เปนเชอเพลง ทดสอบอบแหงกากมนสาปะหลงทผานการปรบปรงคณสมบตดวยวธการเอกซทรชน ปรมาณ 20, 40 และ 60 kg ทสภาวะการอบแหงอณหภมลมรอน 100°C และ 120°C อตราการไหลของอากาศ 0.25 m3 s-1 ความเรวรอบโรตาร 6 rpm ประเมนสมรรถนะการอบแหงจากเสนลกษณะการอบแหง อตราการอบแหง เวลาในการอบแหง ความชนสดทายของผลตภณฑและความสนเปลองพลงงานจาเพาะ ผลจากการทดสอบพบวาสภาวะทเหมาะสมในการอบแหงกากมนสาปะหลงคอ อณหภมการอบแหง 100°C และปรมาณกากมนสาปะหลง 40 kg เนองจากมอตราการอบแหงสงสด คอ 13.60 kgwater h-1 โดยใชพลงงานจาเพาะในการระเหยนาและระยะเวลาในการอบแหงตาสดคอ 5.62 MJ (kgwater)

-1 และ 1.5 h ตามลาดบ โดยกากมนสาปะหลงทคางในตะแกรงหองอบแหงมความชนเฉลย 14.55%db และมสดสวนมวลแหงคงคาง 44%

คาสาคญ: กากมนสาปะหลง, การลดความชน, เครองอบแหงแบบตะแกรงหมน

Abstract This research aims to determine the optimum conditions of cassava pulp drying using a rotary screen

dryer. The dryer was used in this study with 3 mm of screen, 0.5 m3 of volume capacity and using LPG as fuel. The experiment was performed by drying of cassava pulp that was properties improvement by extrusion method of 20, 40 and 60 kg. The 100°C and 120°C of drying air temperature, 0.25 m3 s-1 of drying air flow rate, and 6 rpm of rotary speed were set as drying conditions. Drying characteristics, drying rate, drying time, final moisture content, and specific energy consumption (SEC) were determined to evaluate the cassava pulp drying. The result indicated that the most suitable cassava pulp drying are drying air temperature of 100°C and capacity 40 kg of cassava pulp since it gave the highest drying rate of 13.60 kgwater h

-1, the lowest in specific energy consumption and drying time of 5.62 MJ (kgwater)

-1 and 1.5 h, respectively. The final moisture content and dry solid of residue cassava pulp in the sieve were 14.55%db and 44%, respectively.

Keywords: cassava pulp, drying, rotary screen dryer

1 บทนา ประเทศไทยมปรมาณผลผลตมนสาปะหลงกวา 20 ลานตน

ตอป (สานกงานเศรษฐกจการเกษตร, 2551) ผลผลตหวมน

สาปะหลงทงหมดในประเทศไทย 50% จะนาไปผลตเปนมนเสนหรอมนอดเมด และอก 50% จะนาไปผลตเปนแปงมนสาปะหลง ซงในกระบวนการผลตแปงมนสาปะหลงจะมผลพลอยได คอ เปลอกและกากมนสาปะหลงโดยในกระบวนการสกดแปงมน

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


8

สาปะหลง จะกอใหเกดผลพลอยไดในรปกากมนสาปะหลงเปนจานวนมาก (หวมนสาปะหลงสด 1 ตน จะใหปรมาณกาก มนสาปะหลงประมาณ 60 kg) คดเปน 600,000 ตนตอป อยางไรกดเมอพจารณาคณสมบตทางเคมของกากมนสาปะหลงพบวามศกยภาพทจะนามาใชประโยชนไดมากเนองจากกาก มนสาปะหลงมองคประกอบของแปงสงถง 64.6% ของนาหนกแหง จงนยมนาไปใชเปนแหลงคารโบไฮเดรตในอาหารสตว (ปยนาถ, 2547) หรอนาไปใชเปนแหลงคารโบไฮเดรตใหจลนทรยในกระบวนการหมกแบบ Solid-state ในการผลตสารประกอบตางๆ ท ใช ในอตสาหกรรม กากมนสาปะหลง ทออกจากกระบวนการผลตมกมความชนสงประมาณ 60 – 82%wb จงนาไปใชประโยชนไดยาก ซงหากปลอยทงไวจะถกยอยสลายโดยจลนทรยในสงแวดลอม กอใหเกดกลนเหมนรบกวนชมชนทอยรอบขาง ดงนนจงจาเปนตองลดความชนกากมนสาปะหลงเพอใหสามารถเกบรกษาและนาไปใชประโยชนได ในปจจบนการลดความชนกากมนสาปะหลงยงใชวธการตากลานคอนกรตขนาดใหญ ในชวงฤดฝนการตากจะเปนไปไดยากทาใหกากมนสาปะหลงบางสวนไมสามารถตากไดทนทาใหสญเสยไปโดยเปลาประโยชนและกอใหเกดกลนเหมนรบกวนชมชนรอบขาง ประกอบกบการนาเทคโนโลยการทาแหงมาประยกตใชในการแปรรปกากมนสาปะหลงยงคงมนอยทาใหขาดแคลนทางเลอกของเทคโนโลยในการนามาประยกตใชใหเหมาะสม จากการตรวจเอกสารพบวามการศกษาการอบแหงกากมนสาปะหลงโดยใชสายพานอบแหงแบบตอเนอง (สระ, 2553) โดยทาการทดลองเพอหาการเปลยนแปลงของความชนทเวลาตางกนของการอบแหงกากมนสาปะหลง ผลการทดลองพบวา ความชนของ กากมนสาปะหลงมคาลดลงเรอยๆ เมอเวลาการอบแหง อณหภม และความเรวลมรอนเพมขน จดทเหมาะสมในการอบแหง กากมนสาปะหลงในการทดลองน คอความเรวลมรอน 8 m s-1 และอณหภมอบแหง 80°C ทาใหกากมนสาปะหลงมความชนลดลงเหลอ 7.69%wb โดยใชระยะเวลาในการอบแหง 2 h เทคโนโลยการอบแหงทนาสนใจทจะนามาประยกตใชกบ การอบแหงกากมนสาปะหลงคอ การอบแหงแบบถงหมน หรอแบบโรตา ร (Drum or rotary dryers) ซ ง ม ขอ ด ค อ สามารถทาการอบแหงไดทงแบบตอเนองและแบบกะ การหมนของถงทรงกระบอกอบแหงทตดครบหรอใบพาชวยโรยวสดผานอากาศรอนทาใหวสดสมผสกบลมรอนไดทวถงจงทาใหอตราการลดความชนเพมขน (สมชาต, 2540) ดวยขอดนจงไดนาการอบแหงแบบโรตารมาประยกตใชกบการอบแหงวสดเกษตร

หลายชนด เชน ขาวเปลอก (กตตพงษ, 2537) มนเสน (วรชย และคณะ, 2552) พรก (พพฒน, 2548) และขาวโพด (ไพบลย, 2533) เปนตน แตเนองจากกากมนสาปะหลงมความชนสง และ มลกษณะการจบตวเปนกอนจงจาเปนตองมการพฒนารปแบบการอบแหง เ พอลดปญหาดงกล าว ด งน นงานวจยน จ ง มวตถประสงค เ พอศกษาการอบแหงกากมนสาปะหลงดวย เครองอบแหงแบบตะแกรงหมนทพฒนาขนโดยการประยกตใชเครองอบแหงแบบโรตาร หรอเรยกอกอยางหนงวา เครองอบแบบตะแกรงหมน (Rotary screen dryer)


2.1 กากมนสาปะหลง กากมนสาปะหลงสดไดจากโรงงานแปงมนสาปะหลง

(บรษทอตสาหกรรมแปงโคราช จากด, จงหวดนครราชสมา) มความชนเรมตนเฉลย 371.25%db ความหนาแนนเฉลย 712.50 kg m-3 มลกษณะปรากฏดงแสดงใน Figure 1a จากนนทาการปรบปรงคณสมบตดวยเครองเอกซทรเดอรตนแบบ (วรชยและคณะ, 2552) ขนาดรหวดาย 6 mm ความเรวรอบ 70 rpm ทาใหความชนกากมนสาปะหลงลดลงเหลอ 234.56%db ความหนาแนนเฉลย 571.45 kg m-3 และมลกษณะปรากฏ ดงแสดงใน Figure 1b

(a) (b)

Figure 1 Fresh cassava pulp (a) before and (b) after being extruded.

2.2 เครองอบแหง เครองอบแหงแบบตะแกรงหมน (Figure 2) มขนาดความจ

ของถงอบแหง 0.5 m3 ทาดวยตะแกรงซงมขนาดรตะแกรง 3 mm ทางานทความเรวรอบการหมนของถงอบแหง 6 rpm ใชแกส LPG เปนแหลงเชอเพลงเพอผลตลมรอน ดานนอกตหมดวยฉนวนเปนกลองสเหลยมพรอมดานบนเจาะชองสาหรบปอนวสดสวนดานลางเจาะชองเปนทางออกของผลตภณฑอบแหง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


9

Figure 2 Rotary screen dryer

2.3 ทดสอบและเกบขอมล นากากมนสาปะหลงทผานการลดความชนเบองตนดวยเครอง

เอกซทรเดอรมาชงนาหนก 20 kg ใสเขาถงอบปดฝาเครองอบแลวทาการตงอณหภมทตวควบคมอณหภม (Pm PRIMUS REM-94, Primus Co., Ltd.) เปดระบบการทางานของเครองอบโดยกาหนดอณหภมลมรอน 100 และ 120°C ความเรวรอบของตะแกรงหมน 6 rpm ทกๆ ชวงเวลา 30 นาท ทาการเกบขอมลนาหนกกากมนสาปะหลงทตกผานรตะแกรงดวยเครองชง(METTLER TOLEDO, MTL, IND221, พกด 1500 kg, ความละเอยด 0.01 kg) แลวสมตวอยางกากมนสาปะหลงทตกผานรตะแกรงและทคางภายในถงอบตาแหนงละ 5 ตวอยาง เพอนาไปหาความชน บนทกพลงงานไฟฟาทใชในการอบแหงดวย kWh-meter และชงนาหนกกาซ LPG ทใชในการอบแหง ทาการอบแหงจนกระทงตวอยางกากมนสาปะหลงทคางภายในถงอบ มความชนนอยกวา 15%db ทาการทดลองดวยวธการขางตนซาโดยเปลยนนาหนกกากมนสาปะหลงเรมตนเปน 40 และ 60 kg ตามลาดบ

2.4 การประเมนสมรรถนะในการอบแหง ในการประเมนสมรรถนะในการอบแหงจะนาขอมลทไดใช

เปนขอมลในการวเคราะหความสนเปลองพลงงานจาเพาะในการระเหยนา อตราการอบแหง และระยะเวลาทใชในการอบแหง

2.4.1 วเคราะหหาความสนเปลองพลงงานจาเพาะ (Specific Energy Consumption, SEC)

คาความสนเปลองพลงงานจาเพาะในการอบแหงดวยเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน ประกอบดวย พลงงานสองสวน คอ พลงงานทใชในการผลตลมรอนจากกาซ LPG และพลงงานไฟฟาทใชสาหรบขบเคลอนมอเตอรไฟฟาสาหรบพดลมและหมนถง ซงคา SEC สามารถหาไดจากสมการ (1) (ธนธช และคณะ, 2552)

w

LPG

m

HHVmPESEC

)()6.3( (1)

โดยท SEC คอ ความสนเปลองพลงงานจาเพาะ (MJ (kgwater)-1),

HHV คอ คาความรอนสงของ LPG (50.14 MJ kg-1, U.S. Department of energy, 2556), mLPG คอ มวลของ LPG ทใชในการอบแหง (kg), mw คอ มวลของนาทระเหย (kg), PE คอ พลงงานไฟฟาทใชตลอดการอบแหง (kWh)

2.4.2 อตราการอบแหง (Drying Rate, DR) เปนความสามารถในการกาจดความชนออกจากวสดโดยด

จากอตราการระเหยนาออกจากกากมนสาปะหลงตอระยะเวลาทใชในการอบแหง (สมการ (2), สทธศกด, 2543)

m (M - M )pi pfdDR

t (2)

โดยท DR คอ อตราการอบแหง (kgwater h), Mpi คอ ความชนวสดกอนอบแหง (%db), Mpf คอ ความชนวสดหลงอบแหง (%db), md คอ มวลแหงของกากมน (kgdry matter), t คอ เวลาทงหมดทใชในการอบแหง (h)

2.4.3 สดสวนการรวงผานตะแกรง จะคดในรปของมวลแหงของกากมนสาปะหลงทรวงผาน

ตะแกรงตอมวลแหงของกากมนสาปะหลงเรมตน (สมการ (3))

%100AW

GWGPS (3)

โดยท GPS คอ สดสวนการรวงผานตะแกรง (%), GW คอ มวลแหงของกากมนสาปะหลงทรวงผานตะแกรง (kgdry matter), AW คอ มวลแหงของกากมนสาปะหลงเรมตน (kgdry matter)


3.1 ลกษณะกากมนสาปะหลงทผานการอบแหง กากมนทไดจากการอบแหงจะแบงออกเปน 2 สวน คอ

กากมนสาปะหลงทรวงผานรตะแกรงของถงอบ และกากมนสาปะหลงซงยงคงคางอยภายในตะแกรงถงอบ โดยลกษณะของกากมนสาปะหลงทรวงผานรตะแกรงจะมลกษณะเปนผงเสนใยละเอยด (Figure 3) ขนาดเลกกวารตะแกรง กากมนสาปะหลงเหลานจะรวงผานตะแกรงมากในชวงตนทาใหมเวลาสมผสกบ ลมรอนไดนอยความชนยงคงสงจงควรนากลบมาลดความชนอกครง ขณะทกากมนสาปะหลงสวนทยงคงคางภายในถงตะแกรง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


10

ทรงกระบอก (Figure 4) จะเปนกากมนสาปะหลงทจบตวเปนกอนโตกวาขนาดรตะแกรงจงไมรวงผานตะแกรงทาใหไดรบความรอนจากลมรอนอยางตอเนองจงมความชนตาเมอการอบแหงสนสดลง

Figure 3 Cassava pulp pass through the sieve.

Figure 4 Residue cassava pulp in the sieve.

สดสวนการรวงผานตะแกรง จะขนอยกบปรมาณกากมนสาปะหลงภายในถงอบและอณหภมลมรอนทใชในการอบแหง ซงปรมาณกากมนสาปะหลงภายในถงอบท 20 และ 40 kg มสดสวนการรวงผานตะแกรงใกลเคยงกนแตสดสวนการรวงผานตะแกรงสงกวาท 60 kg ทงนเนองจากเมอปรมาณการบรรจเพมมากขนทาใหความตานทานการรอดผานรตะแกรงของกากมน มมากขนจากชนของกากมนทตดกบผนงตะแกรง สวนทอณหภมลมรอน 100°C มสดสวนการรวงผานตะแกรงนอยกวาอณหภมลมรอน 120°C ทงนเนองจากทอณหภมสงกวาจะทาใหผวดานนอกของกอนกากมนแหงกอนเมอไดรบแรงจากการหมนและกระแทกจากการโรยตวทาใหเกดการแตกตวเปนอนภาคเลกๆ รอดออกมาจากรตะแกรงไดแตทงนก ขนอยกบปรมาณของ กากมนในถงอบดวย (Figure 5)

Figure 5 Proportion of cassava pulp that passed through the drying drum.

3.2 สมรรถนะการอบแหง เ ม อ พจารณาความสามารถ ในการลดความช นกาก

มนสาปะหลงพบวากากมนสาปะหลงทไดจากการอบแหงดวยเค ร อ งอบแ ห งแบบตะแกรงหม นจะประกอบด วยกาก มนสาปะหลง 2 สวน คอ กากมนสาปะหลงทรวงผานรตะแกรง และกากมนสาปะหลงทคางตะแกรง เมอพจารณาพฤตกรรมการอบแหงของกากมนสาปะหลงทงสองสวนนพบวามพฤตกรรม ทเหมอนกน (Figure 6) เมอพจารณาจากปรมาณการบรรจ กากมนสาปะหลงในถงอบแหงพบวาปรมาณการบรรจกาก มนสาปะหลงมผลตอความสามารถในการลดความชนของกาก มนสาปะหลง โดยทปรมาณการบรรจตาคอ 20 และ 40 kg ความสามารถในการลดความชนของกากมนสาปะหลงทไดจะมคาใกลเคยงกน แตเมอการบรรจเพมขนเปน 60 kg ความสามารถในการลดลงของความชนกากมนสาปะหลงจะมคาลดลงทาใหใชเวลาในการอบแหงเพมมากขน ดงนนความสามารถในการลดความชนจงขนอยกบปรมาณการบรรจดวย ปรมาณการบรรจทนอยเกนไป (20 kg) ทาใหมสดสวนของปรมาตรวางภายในถงอบเหลอมากจงเปนการบรรจทไมเตมความสามารถของเครองอบแหง สวนในกรณทบรรจมากเกนไป (60 kg) ทาใหมปรมาตรวางภายในถงอบเหลอนอยโอกาสทกากมนจะสมผสกบอากาศรอนจงนอยกวาทาใหความสามารถในการลดความชนลดลง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


11

(a) Cassava pulp passed through the drying drum.

(b) Cassava pulp that remined in the drying drum. Figure 6 Drying characteristic curve of cassava pulp.

เมอพจารณาถงอณหภมทใชในการอบแหงพบวาการเพมอณหภมลมรอนทใชในการอบแหงจาก 100 เปน 120°C สงผลตอความสามารถในการอบแหงกากมนสาปะหลงดวยเครองอบแหงตะแกรงหมนโดยทอณหภม 120°C สามารถลดความชนไดเรวกวาแตไมเรวกวา 1 ชวงของการเกบขอมลคอ 30 นาท จงทาใหระยะเวลาทใชในการอบแหงกากมนสาปะหลงทปรมาณการบรรจ 20 และ 40 kg ยงคงใชเวลา 1.5 h เทาเดม สวนทปรมาณการบรรจ 60 kg กยงคงใชเวลาในการอบแหง 3 h (Figure 6) จงจะไดความชนสดทายตามตองการ (ตากวา 15%db) เมอพจารณาจากเสนอตราการอบแหงของกากมนสาปะหลงพบวาการอบแหงกากมนสาปะหลงมพฤตกรรมการอบแหงอยชวงอตราการอบแหงลดลง (Falling rate period of drying) ในทกสภาวะการอบแหง (Figure 7) ทงนเนองจากปรมาณความชนในกากมนสาปะหลงทนามาอบแหงนจะเปน

ความชนทอยภายในเนอไมไดเปนความชนอสระซงถกกาจดออกเบองตนดวยวธเอกซทรชน โดยทปรมาณการบรรจ 20 และ 40 kg มอตราการอบแหงทใกลเคยงกนและสงกวาทปรมาณบรรจ 60 kg จงทาใหใชเวลาในการอบแหงทนอยกวา

Figure 7 Drying rate curves of cassava pulp.

เ มอพจารณาถง อตราการอบแหงตลอดชวงเวลาของ การอบแหงในรปของอตราการระเหยนาพบวาปรมาณการบรรจ มผลตออตราการอบแหงโดยทปรมาณการบรรจ 40 kg ใหอตราการอบแหงสงสดคอ 13.60 kgwater h

-1 (Figure 8) ทงนอาจเปนเพราะวาปรมาณการบรรจมความเหมาะสมซงใหผลไปในทศทางเดยวกนกบการศกษาของไพบลย (2533) ทแนะนาวาปรมาณของวสดในถงอบแบบโรตารทเหมาะสมควรอยในชวง 10-15% ของปรมาตรถงอบ ซงปรมาณการบรรจ 20, 40 และ 60 kg ของกากมนสาปะหลงคดเปน 7, 14 และ 21% ของปรมาตรถง ตามล า ดบ ด งน นป รมาณการบรรจนอยเกนไป (20 kg) จะกอใหเกดการทางานทไมเตมสมรรถนะของเครองเนองจาก ลมรอนยงสามารถรบความชนจากวสดไดอก สวนการบรรจทมากเกนไปจะทาใหโอกาสทวสดสมผสกบลมรอนมนอยการอบแหง จงใชเวลานานมากขนสงผลใหอตราการอบแหงจงตากวา

Figure 8 Drying rate of cassava pulp.

7.3

13.6

10.9

7.1

13.6

11.0

02468

10121416

20 40 60

Dryin

g ra

te (k

gwat

erh-1

)

Feed capacity (kg)

100 °C

120 °C

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


12

เมอพจารณาในดานความคมคาทางพลงงานในรปของ คาความสนเปลองพลงงานจาเพาะพบวาทงปรมาณการบรรจและอณหภมลมรอนทใชในการอบแหงตางสงผลกระทบตอคาความสนเปลองพลงงานจาเพาะ เมอปรมาณกากมนสาปะหลงในถงอบมปรมาณมากหรอนอยไปจะใชพลงงานจาเพาะในการระเหยนาสง ซงปรมาณกากมนสาปะหลงภายในถงอบท 40 kg และอณหภมลมรอนทใชในการอบแหง 100°C ใชพลงงานจาเพาะในการร ะ เ ห ย น า น อ ย ก ว า ส ภ า ว ะ อ น ค อ 5.62 MJ (kgwater)

-1 เมอเปรยบเทยบทปรมาณกากมนสาปะหลงภายในถงอบเดยวกนอณหภมลมรอน 100°C จะใชพลงงานจาเพาะในการระเหยนานอยกวาอณหภมลมรอน 120°C ซงเปนผลมาจากอณภมทเพมขนใหอตราการระเหยนาทเพมขนนอยกวาอตราการใชพลงงานทเพมขน (Figure 9)

Figure 9 Specific energy consumption.

3.3 การประยกตใชเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน จากการทดสอบจะเหนวากากมนสาปะหลงทผานการอบแหง

แบบตะแกรงหมนจะแบงออกเปนสองสวนคอสวนทรวงผานตะแกรง ซ ง ม คว ามช น เ ฉล ย ตลอดช ว ง เ วล าอบแ ห งค อ 107.21%db ซงเปนสวนทยงมความชนสงโดยเฉพาะชวงตนของการอบแหง (Figure 6a) จะตองมการนาไปทาการอบแหงอกขนตอนหนงเพอใหไดความชนสดทายทเหมาะสมตอการจดเกบและสามารถนาไปใชประโยชนไดกบกากมนสาปะหลงทคางอยภายในถงอบแหงซงมความชนตาเพยงพอในการเกบรกษา กากมน ท งสองส วน มความแตกต า งกน ทขนาดของกาก มนสาปะหลง คอ ขนาดนอยกวา 3 mm และขนาดมากกวา 3 mm โดยทสภาวะการอบแหง 100°C, 40 kg ใหสดสวน 56:44 (Figure 5) ซงการนากากมนสาปะหลงแหงนไปใชประโยชนเปนวตถดบจงสามารถทาได เชน ในสวนของกากมนสาปะหลงแหง ทมขนาดนอยกวา 3 mm สามารถนาไปผลตเปนวตถดบอาหาร

สตวได (ปยนาถ, 2547; สทสา, 2553) สวนขนาดมากกวา 3 mm สามารถนาไปเปนเชอเพลงไดซงจาเปนตองทาการศกษาตอไป

4 สรป จากการทดสอบสามารถสรปผลได ดงน ปรมาณกาก

มนสาปะหลงภายในถงอบ 40 kg และอณหภมลมรอนทใชในการอบแหง 100°C เปนสภาวะทเหมาะสมตอการอบแหงดวยเครองอบแหงแบบตะแกรงหมน เนองจากใหอตราการอบแหงสงสดคอ 13.60 kgwater h

-1 และมคาความสนเปลองพลงงานจาเพาะเพยง 5.62 MJ (kgwater)

-1 ซงนอยกวาทสภาวะอน

5 กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารทใหทนสนบสนน

การวจย

6 เอกสารอางอง U.S. Department of energy. 2556. Lower and Higher

Heating Values of Fuels. แหลงขอมล: http://-hydrogen.pnl.gov/cocoon/morf/hydrogen/site_specific/fuel_heating_calculator?canprint=false เขาถงเมอวนท 7 มกราคม 2556.

กตตพงษ กลมาตย. 2537. การอบแหงขาวเปลอกแบบถงทรงกระบอกหมน. วทยานพนธปรญญาโท. คณะพลงงานและวสด, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร.

ธนธช มขขนธ, เทวรตน ทพยวมล, พรรษา ลบลบ และวรชย อาจหาญ. 2552. การอบแหงมนเสนดวยเครองอบแหงหมนแบบกะ. การประชมวชาการ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 6, หนา 582-588.

ปตนาถ หนเสน. 2547. การใชกากมนสาปะหลงเปนวตถดบแหลงพลงงานในอาหารขนตอการใหผลผลตของโคนมลกผสมพนธโฮลสไตนฟรเชยน. วทยานพนธสาขาเทคโนโลยผลตสตว มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, นครราชสมา 199 หนา.

พพฒน อมตฉายา. 2548. รายงานการวจย การอบแหงพรกดวยเครองอบแหงแบบหมน. มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลอสาน วทยาเขตภาคตะวนออกเฉยงเหนอ นครราชสมา.

ไพบลย โรจนวบลยชย. 2535. การอบแหงขาวโพดดวยเครองอบแหงแบบหมน. วทยานพนธปรญญาโท สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร.

วรชย อาจหาญ, วระศกด เลศสรโยธน, พยงศกด จลยเสน, เทวรตน ทพยวมล, คธา วาทกจ, พรรษา ลบลบ, ชาญชย

7.77 5.62

8.16

13.12

7.77 8.54

-4

1

6

11

16

20 40 60

SEC

(MJ(k

gwat

er)-1

)

Feed capacity (kg)

100 °C

120 °C

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


13

โรจนสโรช, สามารถ บญอาจ และวเชยร ดวงสเสน. 2552. การพฒนากระบวนการผลตวตถดบจากมนสาปะหลงสาหรบอตสาหกรรมเอทานอล. รายงานโครงการวจย งานวจยเพอนวตกรรมประจาปงบประมาณ 2551, ภาคศนยนวตกรรมหล งการ เกบ เก ยว มหา วทยา ลย เทคโนโล ยส รนา ร , นครราชสมา, 82 หนา.

สมชาต โสภณรณฤทธ. 2540. การอบแหงเมลดพชและอาหารบางประเภท. สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

สระ ตนด, ศภฤกษ ชามงคลประดษฐ, โชตชวาล ชยธวชวบลย, อนชา สมพงษ. 2553. คณลกษณะของการอบแหงกากมนสาปะหลงโดยใช เค รองอบแหงแบบตอเนอง . เอกสารประกอบการประชมวชาการและนาเสนอผลงานทางวศวกรรม ครงท 1 ประจาปการศกษา 2553, 18 สงหาคม 2553 ณ หองประชมอาคาร 14 คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลอสาน วทยาเขตขอนแกน.

สทธศกด ภทรสถาพรกล. 2543. การพฒนาเครองอบแหงระบบปมความรอน. วทยานพนธปรญญาโท ภาควชาวศวกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน, นครปฐม, 123 น.

สทสา เขมผกา. 2553. การใชกากมนสาปะหลงเปนวตถดบอาหา รส า ห ร บ ไ ก เ น อ . ร าย ง าน ว จ ย ฉบ บสมบ รณ , มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, นครราชสมา, 42 หนา.

สานกงานเศรษฐกจการเกษตร. 2551. มนสาปะหลงโรงงาน : เนอทเพาะปลก เนอทเกบเกยว ผลผลต และผลผลตตอไร ป 2551. แหลงขอมล: http://www2.oae.go.th/statistic-/yearbook5 0 / production/fieldcrop/cassava2 3 -5 2 . xls เขาถงเมอ 23 ธนวาคม 2554.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


14



จลนพลศาสตรการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศของสาหรายเตา Microwave Vacuum Drying Kinetics of Dried Spirogyra sp.

ฤทธชย อศวราชนย* Rittichai Assawarachan*

หนวยวจยเทคโนโลยการอบแหงและลดความชน คณะวศวกรรมและอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยแมโจ สนทราย เชยงใหม 50290 Drying and Dehydration Technology Research Unit; Faculty of Engineering and Agro-Industry; Maejo University, Sansai, Chiang Mai, Thailand, 50290 *Corresponding author: Tel: +66-8-5704-9146, Fax: +66-34-351-896, E-mail: [email protected]

บทคดยอ งานวจยนมจดประสงคเพอศกษาจลนพลศาสตรการเปลยนแปลงอตราสวนความชนในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟ

ระบบสญญากาศทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 โดยใชสาหรายนาหนก 300 g จากผลการศกษาพบวาเวลาทใชในการอบแหงสาหรายเตาจากความชนเรมตน 8.55±0.20 gwater/gdry matter อบแหงจนเหลอความชน 0.15±0.01 gwater/gdry matter อยในชวง 5.0 ถง 34.0 minutes สมการเอมพรคลทนยมใชในการศกษาจลนพลศาสตรการเปลยนแปลงอตราสวนความชนการอบแหงของผลผลตทางการเกษตรและวสดชวภาพจานวน 7 สมการ ไดแก Newton, Page, Modified Page, Midilli et al., Henderson and Pabis, Logarithmic และ Wang and Singh ถกนามาใชในการศกษาเพอหาแบบจาลองทางคณตศาสตรทเหมาะสมในการทานายอตราการเปลยนแปลงความชนในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟทระดบกาลงงานตางๆ

ดวยวธการปรบเสนโคง พบวาแบบจาลองของ Page มคาสมประสทธการตดสนใจสงสด (R2) ในขณะทคาไคกาลงสอง (2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) มคาตาสด คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล (Deff) จะขนอยกบระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟและมความสมพนธตามสมการของอารเรเนยส คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงมคาอยในชวง 0.62x10-6 ถง 4.5x10-6 m2 s-1 และคาพลงงานกระตน (Ea) เทากบ 2.61 W g-1 จากผลการวเคราะหการเปลยนแปลงคณภาพส พบวาคาสแดง/สเขยว (redness/greenness) และคาความแตกตางสโดยรวม (total color difference) ของสาหรายเตาอบแหงทระดบความเขมของกาลงงานไมโครเวฟระดบตางๆ มคาเทากบ 1.91±0.24, 1.66±0.28, 1.78±0.22, 2.56±0.20 และ 20.15±0.31, 18.00±0.27, 19.40±0.22, 19.32±0.16 ตามลาดบ และปรมาณสารประกอบฟนอลก มคาเทากบ 1,667.42±22.43, 2078.34±28.23, 2254.34±32.21 และ 2347.16±42.27 mgGAE/100 gdry weight ตามลาดบ โดยทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟเทากบ 2.00 W g-1 เปนสภาวะการอบแหงสาหรายเตาทเหมาะสมทสด

คาสาคญ: สาหรายเตา, จลนพลศาสตรการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟ, สมการเอมพรคล, พลงงานกระตน

Abstract The aim of this study was to investigate the effect of microwave density on the kinetics of moisture ratio

and quality change (color change and phenolic content) of dried Spirogyra sp. during microwave vacuum drying. The various microwave power densities ranging from to 0.77, 1.55, 2.00 and 2.50 W g-1 were used for drying of 300 g of Spirogyra sp. The time required to reduce moisture content from 8.55±0.20 gwater/gdry matter to 0.15±0.01 gwater/gdry matter was 5.0 to 34.0 minutes of microwave density levels from 0.77 to 2.50 W g-1. Seven of the well known empirical models as Newton, Page, Modified Page, Midilli et al., Henderson and Pabis, Logarithmic and

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


15

Wang and Singh were fitted to the microwave vacuum drying of Spirogyra sp. The Page model had shown an excellent fit to predict drying behavior of the Spirogyra sp. because this model gave the highest coefficient of

determination (R2), the least chi-square (2), and the lowest root mean square error (RMSE). The total drying occurs during falling period, signifying the influence of moisture diffusion during the drying. The effective diffusivity varied from 0.62x10-6 to 4.5x10-6 m2 s-1 over the microwave power densities range. The microwave power densities dependence of the diffusivity was well documented by Arrhenius model. The activation energy of moisture diffusion during drying was found to be 2.61 W g-1. The results of color change indicated that the a*-values and the total color differences (TCD) were 1.91±0.24, 1.66±0.28, 1.78±0.22, 2.56±0.2, and 20.15±0.31, 18.00±0.27, 19.40±0.22, 19.32±0.16, respectively. The phenolic content were 1,667.42±22.43, 2078.34±28.23, 2254.34±32.21 and 2347.16±42.27 mgGAE/100 gdry weight respectively. The microwave power density at 2.00 W g-1 was chosen to be the most appropriate technique for microwave drying of Spirogyra sp.

Keywords: Spirogyra sp., Microwave drying kinetics, Empirical models, Activation energy

1 บทนา สาหรายเตา มชอทางวทยาศาสตรวา Spirogyra sp. เปน

สาหรายนาจดสเขยวขนาดใหญมลกษณะเปนเสนสายยาวสเขยวสดทพบมากในแถบภาคเหนอ และภาคตะวนออกเฉยงเหนอของประเทศไทย รายงานวจยของสรฉตร และยวด (2552) พบวาสาหรายเตามคณคาทางโภชนาการสงประกอบดวยโปรตน 18-20% ไขมน 5-6% คารโบไฮเดรต 56-58% เสนใย 7-9% เถา 10-11% รวมทงยงมรงควตถหลายชนด เชน คลอโรฟลลเอ และบ เบตาแคโรทนแซนโทฟล นอกจากนรายงานวจยของยวด และคณะ (2555) พบวาสาหรายเตาอบแหงมฤทธตานอนมลอสระ (Antioxidant) ฤทธลดนาตาลและไขมนในเลอดในภาวะเบาหวาน รวมทงยงมฤทธตานเอนไซมไทโรสเนส ชวยปองกนการเกดฝา และจดดางดา ชวยใหผวขาว มสารเมอกหรอมอยเจอรไรเซอรชวยใหความชมชนแกผวหนง และกระตนการสรางโปรคอลลาเจน (Procollagen) ทมผลตอการสรางเนอเยอผวหนง จากคณสมบตของสารออกฤทธทสาคญในสารสกดจากสาหรายเตาจงไดรบความสนใจและนามาใช เปนสวนประกอบของผลตภณฑเครองสาอางหลายชนด (ดวงพร และคณะ, 2555) รวมทงผลตภณฑสปาทกาลงไดรบความนยมอยางแพรหลาย และอาหารเสรมเพอสขภาพ ซงเปนการเพมมลคาใหกบผลตภณฑจากสาหรายเตา โดยผลตภณฑเครองสาอาง และอาหารเสรมทงหมดจะเตรยมจากสาหรายเตาทผานการอบแหง (นาฝน และคณะ, 2555) การอบแหงเปนกระบวนการทสาคญในการถนอมผลตภณฑใหมอายการเกบรกษาทยาวนานขน โดยการ ลดความชนหรอปรมาณนาอสระในผลตภณฑซงมผลตอจลนทรยทเปนสาเหตทาใหผลตภณฑเนาเสยไมสามารถเจรญเตบโตได

รวมทงยบยงการทางานของเอนไซม หรอชะลอปฏกรยาตางๆ ทงทางเคม และทางชวเคม นอกจากนนการอบแหงยงชวยลดนาหนกหรอปรมาตรของผลตภณฑทาใหลดคาใชจายในการขนสงและการเกบรกษาผลตภณฑ (Assawarachan et al., 2013; Assawarachan and Noomhorm, 2011) การอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศ (Microwave Vacuum Drying) เปนนวตกรรมการสรางความรอนดวยคลนแมเหลกไฟฟาทมประสทธภาพสง และเกดอตราการอบแหงทอณหภมตา สามารถสรางความรอนทงบรเวณผวนอกและภายในโครงสรางเซลลของผลตภณฑจงชวยเรงอตราการอบแหงไดเปนอยางด (ผดงศกด, 2551; ฤทธชย, 2554ก) โดยไมมผลกระทบจากการถายเทความรอนในระหวางการอบแหง การอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศจงเปนอกแนวทางหนงในการเพมประสทธภาพของการอบแหง และชวย รกษาคณภาพผลตภณฑอบแหงไ ด (Assawarachan and Noomhorm, 2008) การทานายจลนพลศาสตรการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของผลตภณฑในระหวางการอบแหง ดวยแบบจ าลองทางคณตศาสตร (Mathematical Modeling) เปนวธการทประหยดไดทงเวลาและคาใชจายในการทดลอง สามารถวเคราะหหาขอมลจานวนมากอยางละเอยดซงอาจจะเปนขอมลทวดไดยากหรอวดไมไดเลยใน หองปฏบ ตการ (สกกมน , 2555) ปจจ บ นการจ าลองจลนพลศาสตรการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของผลตภณฑสามารถทาไดดวยวธการปรบเสนโคง (Curve Fitting) ใหผลการจาลองขอมลสอดคลองกบผลการทดลอง โดยสามารถจาแนกไดเปนแบบจาลองเชงเสน (Linear Model) แบบจาลองไมเปนเชงเสน (Non-linear Model) และแบบจาลองพหนาม (Polynomial

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


16

Model) เพอใชการจาลองการถายเทความรอนและมวลสารในระหวางการอบแหง และอธบายกระบวนการอบแหง ชวยเพมประสทธภาพและการออกแบบเครองอบแหงดวยคลนไมโครเวฟ (Assawarachan et al. 2013; McMinn, 2006; Özbek and Dadali, 2007; Wang et al., 2007) ปจจบนรายงานวจย ทเกยวของกบแบบจาลองการอบแหงสาหรายเตายงขาดแคลนขอมล ดงนนงานวจยนจงมจดประสงคเพอศกษาจลนพลศาสตรการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศทระดบความเขมคลนไมโครเวฟระดบตางๆ การวเคราะหคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล และคาพลงงานกระตน ตลอดจนการศกษาผลกระทบของระดบความเขมคลนไมโครเวฟตอการเปลยนแปลงคณภาพสาหรายเตาอบแหง ซงการศกษาดงกลาวจะใชเปนแนวทางในการพฒนาวธการอบแหง ตลอดจนการออกแบบสภาวะการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศใหเหมาะสมในระดบอตสาหกรรมตอไป


2.1 การเตรยมตวอยาง ตวอยางสาหรายเตาทนามาศกษาเกบมาจากบานนาคหา

ตาบลสวนเขอน อาเภอเมอง จงหวดแพร ซงทาการพสจนเอกลกษณแลววาเปนชนด Spirogyra neglecta (Hassall) Kützing (ฐตกานต, 2550) เกบตวอยางสาหรายจานวน 25 kg นามาลางทาความสะอาดและเขาเครองหมนเหวยงเพอไลนาออกจากนนนาไปเกบรกษาทอณหภม 4±0.5oC เปนเวลา 24 h เพอใหสาหรายเตาเกดการถายเทความรอนเขาสสภาวะสมดล ซงเปนแนวทางเดยวกบงานวจยของ Assawarachan et al. (2013), Ozkan et al. (2007), Özbek and Dadali (2007) กอนนาไปศกษาในขนตอนตอไป

2.2 การวเคราะหคาความชนเรมตนของสาหรายเตา นาสาหรายเตาจานวน 2.5 g ใสในถวยอะลมเนยมขนาด

3 oz ทผานการอบไลความชน นาไปอบแหงดวยตอบแหงดวยลมรอน (Memmert Model 500/108I) ทอณหภม 105±2oC เปนเวลา 24 h (AOAC, 2005) จากนนนามาชงนาหนกดวยเครองชงระบบดจตอล (Sartorius Model CP2245) นาขอมลผลตางของนาหนกสาหรายเตากอน และหลงการอบแหง มาคานวณหาคาความชนของสาหรายเตา โดยมสมการดงแสดงใน Eq. (1)

100xW

WWMC

F

FI (1)

เมอ MC คอ ความชน (ฐานแหง) ของสาหรายเตา (gwater/gdry

matter) และ WI , WF คอนาหนกเรมตนของสาหรายเตาสด (g) และนาหนกสดทายของสาหรายเตา (g) ตามลาดบ

อตราสวนความชนของการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟ สามารถคานวณไดจาก Eq. (2) โดยรปแบบสมการดงกลาวสอดคลองกบงานวจยของ Özbek and Dadali (2007); Wang et al. (2007); Evin (2012)

i

t

ei

et

M

M

MM

MMMR

(2)

เมอ MR คอ อตราสวนความชน และ Mt, Mi, Me คอ ความชนทเวลาใดๆ ความชนเรมตน และความชนสมดล ตามลาดบ ซงในการศกษาการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟคาความชนสมดลจะสามารถพจาณาใหมคาเทากบศนย (Assawarachan et al., 2013; McMinn, 2006; Ozkan et al., 2007; Özbek and Dadali, 2007; Wang et al., 2007)

2.3 การอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟ เครองอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศทใชใน

ก า รศ กษ าค ร ง น ไ ด พฒน า โดยส าข า ว ศ วก ร รมอ าห า ร คณะวศวกรรมและอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยแมโจ โดยตดตงโถดดความชนระบบสญญากาศ (Vacuum Desicator) ขนาดเสนผานศนยกลาง 15 cm ในเตาไมโครเวฟขนาด 800 W (Panasonic Model: NN-S235WF) ทฝาโถดดความชนตดดวยซ ล โ ค นป ร ะ เ ก น ช น ด ทนค ว า ม ร อ น แล ะด า นบนขอ ง ฝาโถดดความชนจะตดตงกบทอสญญากาศ และอปกรณปรบแรงดนสาหรบระบบสญญากาศ (Vacuum Regulator SMC Model: R105) ซงถกตดตงกบระบบปมสญญากาศ (JB Model: DV-42N USA) โถดดความชนจะถกวางบนฐานเหลกโดยทฐานเหลกจะตดเครองชงระบบดจตอล (Sartorius Model CP3202S) บนทกปรมาณนาหนกทเปลยนแปลงในระหวางการอบแหง (Figure 1) โดยสามารถปรบระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟได 4 ระดบ ไดแก 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 (Assawarachan et al., 2013; ปองพล และฤทธชย, 2555; นาฝน และคณะ, 2556; ฤทธชย และคณะ, 2555) การอบแหงสาหรายเตาเพอศกษาผลของระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


17

Figure 1 Diagram of microwave vacuum drying system. (1) Vacuum desicator, (2) Microwave oven, (3) vacuum pipe, (4) vacuum regulator, (5) Vacuum pump, (6) digital weight balance.

โดยนาสาหรายเตาจานวน 300 g วางในโถดดความชน จากนนเปดระบบการทางานของระบบสญญากาศ และการใหความรอนดวยคลนไมโครเวฟทระดบความเขมคลนไมโครเวฟทแตกตางกน 4 ระดบ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 อบแหงจนเหลอความชนสดทาย 0.15±0.01 gwater/gdry matter จากนนนาไปบดดวยเครองบดแบบ Hammer mill จนมขนาดเฉลยประมาณ 250 μm จากนนนาไปตรวจวดคาส และปรมาณประกอบฟนอลก ในขนตอนตอไป

2.4 แบบจาลองการอบแหง แบบจาลองการอบแหงเปนการจาลองการถายเทความรอน

และมวลสารในระหวางการอบแหง ซงจะชวยในการออกแบบระบบการอบแหงตางๆ จากการตรวจเอกสารรายงานวจยทเกยวของกบการอบแหงอาหารหรอวสดชวภาพดวยคลนไมโครเวฟ พบวาแบบจาลองการอบแหงทนยมใชในการศกษาอาหารหรอวสดชวภาพจาพวกผกและผลไม ไดแก แบบจาลองในรปของสมการเอมพรคล (Empirical Equation) เชนแบบจาลองของ Newton Henderson and Pabis Page Modified Page Midilli et al. Wang and Singh และ Logarithmic ซงแสดงความสมพนธดง Table 1 (Alibas, 2007; Assawarachan et al., 2013; McMinn, 2006; Ozkan et al., 2007; Özbek and Dadali, 2007; Wang et al., 2007) และสมการกงทฤษฎ (Semi–Theoretical Equation) ซงจะมรปแบบความสมพนธในรปกฎขอทสองของฟค (Fick’s Second Law) สามารถใชในการหาอตราสวนความชนดงแสดงใน Eq. (3) สาหรบวสดทมรปทรงเปนแผนระนาบทมความยาวมากๆ (Infinite Slab) และมความหนาครงหนงของตวอยางอาหารหรอวสดชวภาพทมรปรางเปนแผนระนาบ

2

22 4

exp8

L

tDMR eff

(3)

เมอ Deff คอ สมประสทธการแพรความชน (m2s-1), L คอ ความหนาของสาหรายเตา และ t คอ เวลาในการอบแหง (s)

Table 1 Mathematical models given by various authors.

Model name Model equation1. Newton )exp( ktMR

2. Henderson and Pabis )exp( ktaMR

3. Page )exp( nktMR

4. Modified Page ))(exp( nktMR

5. Midilli et al. btktaMR n )exp(

6. Wang and Singh 21 btatMR

7. Logarithmic cktaMR )exp(

การ ว เคราะหหาค าพล ง งานกระ ตนส าห รบการแพร (Activation Energy for Diffusion, Ea) โดยใชสมการอารเรเนยส (Arrhenius Equation) ซงสอดคลองกบงานวจยของ Ozkan et al. (2007); Özbek and Dadali (2007); ปองพล และฤทธชย (2555) ดงแสดงใน Eq. (4)

P

mEkk aexp0 (4)

เมอ k0 คอ แฟกเตอรความถ (min-1), Ea คอ พลงงานกระตน (W g-1), m คอ นาหนกของสาหรายเตา (g) และ P คอ พลงงานของคลนไมโครเวฟ (W)

การวเคราะหหาคาคงทตางๆ ของแบบจาลองการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟใชเทคนคการวเคราะหแบบสมการถดถอยแบบไมเปนเชงเสน (Non-linear Regression) ดวยวธปรบเสนโคง (Alibas, 2007; Assawarachan et al., 2013; McMinn, 2006; Ozkan et al., 2007; Özbek and Dadali, 2007; Wang et al., 2007) และใชคาสมประสทธการ

ตดสนใจสงสด (R2) คาไคกาลงสอง (2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) เปนดชนบงบอก ความแมนยาในการทานายคาอตราสวนความชนทเปลยนแปลงไป ดงแสดงใน Eq. (5) และ Eq. (6)

p

N

i iprei

nN

MRMR

1

2,exp,2)(

(5)

1 2

3

4

5

6

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


18

N

iiipre MRMR

NRMSE

1

2exp,, )(

1 (6)

เมอคา MRexp, i และ MRpre, i เปนคาอตราสวนความชนจากการทดลอง และค า อตราส วนความช นจากการทานายของแบบจาลองการอบแหง ตามลาดบ

2.5 การวเคราะหพารามเตอรส

วดสสาหรายเตาอบแหงทบดเปนผงท ระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟระดบตางๆ ดวยเครองSpectrophotometer (HunterLab Model MiniScan XE PLUS) ครงละ 10 g โดยวดคาสในระบบ CIE-Lab scale ในรปแบบของคาความสวาง/ความมด (L*) คาความเปนสแดง/สเขยว (a*) คาความเปนสเหลอง/สนาเงน (b*) และคาความแตกตางสโดยรวม (∆E) ของสาหรายเตาอบแหงทพลงงานไมโครเวฟระดบตางๆ โดยมสมการความสมพนธตามทแสดงใน Eq. (7)

2**0

2**0

2**0 )()()( ttt bbaaLLE (7)

เมอ Lt*, at

* และ bt* คอ คาพารามเตอรสของสาหรายเตาใน

ระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟทเวลาใดๆ และ L0* a0

* และ b0

* คอ คาพารามเตอรสของสาหรายเตาสด

Figure 2 Spectrophotometer (Hunter Lab Model: MiniScan XE PLUS).

2.6 การตรวจวเคราะหสารประกอบฟนอลก นาสาหรายเตาอบแหงทผานการบดจานวน 0.5 g ละลายใน

นากลน จานวน 5 mL ผสมใหเปนเนอเดยวกน จากนนนาไปปนเหวยงเพอแยกตะกอน ทความเรวรอบ 2,500 rpm เปนเวลา 10 minutes นาสวนสารละลาย (Supernatant) มาทดสอบโดยวธ Folin-Ciocalteu method ตามวธการของ Sachindra et al. (2010) ดงน ใชตวอยางสารสกดนาของสาหรายเตาอบแหงทละลายในนากลนจานวน 0.2 mL ใสในหลอดทดลอง เตมสารละลาย Folin-Ciocalteu ความเขมขน 10% จานวน 1 mL และเตมสารละลายโซเดยมคารบอเนต (Na2CO3)

ความเขมขน 7.5% จานวน 0.8 mL ผสมใหเขากนและตงทงไวเปนเวลา 1 h ทอณหภมหอง จากนนอานคาจากการดดกลนแสงทความยาวคลน 765x10-9 m คานวณปรมาณสารประกอบ ฟนอลกทงหมดโดยเทยบกบสารมาตรฐานกรดแกลลค (Gallic Acid)


3.1 ผลของระดบพลงงานคลนไมโครเวฟตอจลนพลศาสตร การอบแหงสาหรายเตา

จากการศกษาผลของระดบพลงงานคลนไมโครเวฟตอการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟ โดยสาหรายเตาทใชในการทดลอง มความชนเรมตน 8.55±0.20 gwater/gdry matter อบแหงสาหรายเตานาหนกคงท 300 g ทระดบความเขมของกาลงงาน 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1

Figure 3 แสดงความสมพนธระหวางอตราสวนการเปลยนแปลงความชนของสาหรายเตาทเวลาใดๆ ในระหวางการอบแหง เวลาทใชในการอบแหงสาหรายเตาจนเหลอความชน 0.15±0.01 gwater/gdry matter มคาเทากบ 34, 20, 10.5 และ 5 minutes ตามลาดบ พบวาทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 2.50 W g-1 ซงเปนระดบทมพลงงานของคลนมากทสดจะใชเวลาในการอบแหงนอยทสด ซงใชเวลาในการอบแหงสาหรายเตา 5 minutes แตทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77 W g-1 จะใชเวลาในการอบแหงสาหรายเตา 34 minutes ดงนนเวลาทใชในการอบแหงสาหรายเตาจะขนอยกบระดบพลงงานคลนไมโครเวฟ เมอเพมระดบพลงงานคลนไมโครเวฟสงขนจะทาใหเวลาในการอบแหงลดลง ซงสอดคลองกบผลงานวจยของ Maskan, (2001); Dadal et al., (2007)

Figure 4 แสดงความสมพนธระหวางอตราการอบแหง ทระดบความชนตางๆ ของการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟ โดยอตราการอบแหงสาหรายเตาจะขนอยกบระดบพลงงานคลนไมโครเวฟ เมอระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟสงจะทาใหอตราการอบแหงมคาเพมขนดวย ทงนสาหรายเตาจดเปนวสดทางชวภาพซงมรปแบบโครงสรางทางวศวกรรมเปนวสดพรน และมคาไดอเลกทรกสงเนองจากสาหรายเตามความชนเรมตนปรมาณมาก จงทาใหสามารถดดซบพลงงานจากคลนไมโครเวฟและเปลยนเปนความรอนไดด โดยการเกดความรอนในสาหรายเตาจะประกอบไปดวย กลไกการเหนยวนาเชงไอออน (Ionic Conduction) และกลไกชนดการหมนของ

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


19

ทงสองขว (Dipolar Rotation) ดงนนเมอสาหรายเตาไดรบพลงงานจากคลนไมโครเวฟในระหวางการอบแหง คลนไมโครเวฟจะเหนยวนาใหโมเลกลของนาภายในสาหรายเตาเกดการหมนจากการเปลยนแปลงขวไฟฟาอยางรวดเรว ผลของการหมนนทาใหเกดการเสยดสของโมเลกลของนาภายในโครงสรางเซลลชนในของสาหรายเตาเกดเปนพลงงานความรอนไดอยางรวดเรว (ฤทธชย, 2554ข; ผดงศกด, 2551) โดยความรอนทเกดขนจะชวยเรงอตราการระเหยของนาหรอความชนของสาหรายเตาทผวหนา และมคาเทากบอตราการเคลอนตวของนาภายในโครงสรางทมาเตมเตมบรเวณผวหนาของสาหรายเตาทาให มอตราการระเหยนาทสงและคงท (Constant Rate Period) และเ มอการอบแหงสาหรายเตาดา เนนการตอไปเ รอยๆ จนความชนของสาหรายเตาเขาสความชนวกฤตกระบวนการอบแหงจะเขาสคาบเวลาทอตราการอบแหงลดลงอยางสมบรณ (Falling Rate Period) (นาฝนและคณะ, 2555; ฤทธชย, 2554ข; Assawarachan et al., 2013)

Figure 3 Drying curves of Spirogyra sp. at various microwave densities power levels.

Figure 4 Drying rate curves of Spirogyra sp. during microwave vacuum drying process at different microwave densities power levels.

การวเคราะหความแมนยาของแบบจาลองการอบแหงจะใช

คาสมประสทธการตดสนใจ (R2) คาไคกาลงสอง (2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) เปนดชนบงชความแมนยาของแบบจาลองในการทานายคาความชนทเปลยนแปลงไปในระหวางการอบแหง แบบจาลองทมความแมนยาและเหมาะสมในการทานายจะใหคา R2 สงทสด

แตในขณะทคา 2 และคา RMSE จะมคาตาทสด Table 2 แสดงคาพารามเตอรตางๆ และการวเคราะหทางสถตของแบบจาลองการอบแหง ซงทาใหเหนวาแบบจาลองของ Page สามารถทานายพฤตกรรมการอบแหงสาหรายเตาไดเหมาะสมทสด เนองจากใหคาสมประสทธการตดสนใจสงสด (R2) โดยมคาอยในชวง 0.9963 - 0.9998 ซงมคามากกวาแบบจาลองการอบแหงของ Newton, Modified Page Midilli et al., Henderson and Pabis และ Wang and Singh

ในขณะทคา 2 และคา RMSE ของแบบจาลอง Page มคานอยทสด และมคาระหวาง 0.36x10-4 – 3.71x10-4 และ 0.0054 - 0.0174 ตามลาดบ ซงมคาตากวาแบบจาลองการอบแหงอนๆ สอดคลองกบผลงานวจยของการศกษาแบบจาลองทเหมาะสมในการทานายอตราการอบแหงของนาสบปะรดขนระบบไมโครเวฟสญญากาศ (Assawarachan and Noomhorm, 2011) เชนเดยวกบผลการวจยของ Therdthai and Zhou, (2009) ซงหาแบบจาลองทางคณตศาสตรทเหมาะสมในการอบแหงใบมนตในระหวางการอบแหงระบบไมโครเวฟสญญากาศ เชนเดยวกบผลงานวจยของ Bai-Ngew et al. (2011) ซงพบวาแบบจาลองของ Page มความแมนยาในการทานายอตราสวน

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

0 10 20 30

Moi

stur

e co

nten

t (g

wate

r/g d

ry m

atte

r)

Drying time (minutes)

MVD 2.50 W/gMVD 2.00 W/gMVD 1.55 W/g

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 3.0 6.0 9.0

Dryin

g ra

te (g

wat

er/ g

dry

mat

ter m

in)

Moisture content (g water/g dry matter)

MVD 2.50 W/gMVD 2.00 W/gMVD 1.55 W/g

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


20

ความชนทเปลยนแปลงในระหวางการแปรรปทเรยนอบกรอบดวยการอบแหงระบบไมโครเวฟสญญากาศ

Table 2 Statistical analysis of models at various microwave power densities.

Drying Model Microwave

Power Levels (W)

Empirical Drying Model Constants Analytical Parameters

R2 2 (x10-4) RMSE

Newton

0.77 k = 0.1052 0.9959 9.19 0.02891.55 k = 0.2086 0.9973 5.13 0.02162.00 k = 0.3354 0.9963 7.91 0.02682.50 k = 1.0674 0.9976 3.74 0.0184

Page

0.77 k = 0.0682, n = 1.1793 0.9984 2.68 0.01741.55 k = 0.2672, n = 0.8635 0.9996 0.79 0.00812.00 k = 0.3279, n = 1.0178 0.9963 3.71 0.01672.50 k = 1.0972, n = 0.8600 0.9998 0.36 0.0054

Modified Page

0.77 k = 0.1025, n = 1.1793 0.9984 3.68 0.01741.55 k = 0.2169, n = 0.8635 0.9995 0.79 0.00812.00 k = 0.3344, n = 1.0178 0.9963 8.71 0.02672.50 k = 1.1139, n = 0.8600 0.9998 0.36 0.0054

Midilli et al.

0.77 k = 0.0805, n = 1.1556, a = 1.0701, b = 0.0007 0.9992 2.19 0.01181.55 k = 0.3604, n = 0.7398, a = 1.1284, b =-0.0010 0.9997 0.84 0.00732.00 k = 0.3282, n = 1.0634, a = 1.0123, b = 0.0027 0.9968 9.67 0.02482.50 k = 1.1541, n = 0.8383, a = 1.0479, b = 0.0009 0.9996 0.79 0.0071

Henderson and Pabis

0.77 k = 0.1086, a = 1.0344 0.9971 7.18 0.02421.55 k = 0.2033, a = 0.9750 0.9980 4.17 0.01852.00 k = 0.3405, a = 1.0152 0.9065 8.19 0.02592.50 k = 1.0489, a = 0.9825 0.9980 3.44 0.0168

Logarithmic

0.77 k = 0.1038, a = 1.0459, c = -0.0165 0.9971 7.85 0.02391.55 k = 0.2242, a = 0.9579, c = 0.0286 0.9987 2.88 0.01452.00 k = 0.3559, a = 1.0052, c = 0.0152 0.9968 8.54 0.02492.50 k = 1.1401, a = 0.9674, c = 0.0238 0.9991 1.57 0.0107

Wang and Singh

0.77 a = -0.0739, b = 0.0014 0.9912 21.57 0.04201.55 a = -0.1339, b = 0.0045 0.9743 7.15 0.07652.00 a = -0.2357, b = 0.0143 0.9838 43.12 0.05942.50 a = -0.5939, b = 0.0838 0.9566 109.38 0.0946

3.2 สมประสทธการแพรความชนประสทธผล การหาคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของการ

อบแหงสาหรายทระดบพลงงานคลนไมโครเวฟ และปรมาณนาหนกตวอยางตางๆ สามารถวเคราะหดวยวธจดรปแบบของ Eq. (3) ในรปของฟงกชนลอการทมซงรปแบบสมการจะอยในรปแบบความสมพนธแบบเสนตรง ดงแสดงใน Eq. (8)

22

2 4

8ln)ln(

L

tDMR eff

(8)

สามารถคานวณคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของสาหรายเตาจากคาความชนของกราฟเสนตรงซงเปนความสมพนธระหวาง ln(MR) และเวลาในการอบแหง (t) เมอ L คอ ความหนาของสาหราย ดงแสดงใน Eq. (9)

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


21

2

2

4L

DSlope eff

(9)

ผลการวเคราะหคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศ จากผลการศกษาพบวาคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศจะมคาเทากบ 0.62x10-6, 1.04x10-6, 1.93x10-6 และ 4.5x10-6 m2 s-1 ทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟทแตกตางกน 4 ระดบ คอ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 ตามลาดบ โดยทระดบความเขมคลนไมโครเวฟสงจะสงผลตอการเพมคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของสาหรายเตา เนองจากคลนไมโครเวฟ จะเปนตวเรงอตราการระเหยของนาทผวหนาของสาหรายเตา และมคาเทากบอตราการเคลอนของนาภายในโครงสรางทมาเตมเตมบรเวณผวหนา ความรอนทเกดขนจะถายเทมวลสารในการแพรกระจายตวของความชนสผววสด (Surface Diffusion) สอดคลองกบรายงานวจยของปองพล และฤทธชย (2555) และงานวจยของ Özbek and Dadali (2007) ซงศกษาหาคาสมประสทธการแพรของใบกะเพราในระหวางการอบแหงดวยไมโครเวฟทระดบกาลงงาน 164 - 752 W และการศกษาหาคาสมประสทธการแพรของการอบแหงใบสะระแหนดวยดวยคลนไมโครเวฟทระดบกาลงงาน 180 - 900 W ตามลาดบ

3.3 พลงงานกระตน การหาคาพลงงานกระตนของสาหรายเตาในระหวางการ

อบแหงดวยคลนไมโครเวฟ สามารถคานวณจากความสมพนธในรปฟงกชนลอการทมของสมการอารเรเนยส (Eq. (4)) โดยสมการจะอยในรปแบบความสมพนธแบบเสนตรง ดงแสดงใน Eq. (10)

P

mEkk a

0lnln (10)

แฟกเตอรความถ (k0) และคาพลงงานกระตนของสาหรายเตา (Ea) สามารถคานวณจากคาความชนของกราฟเสนตรงทพลอตระหวาง ln(k) และ นาหนกของสาหรายเตาตอพลงงานของคลนไมโครเวฟ (m/P) พบวาคา k0 และ Ea มคาเทากบ 0.59 minutes-1 และ 2.61 W g-1 ดงแสดงใน Figure 5 ในขณะทคา Ea ของการอบแหงใบสะระแหนดวยคลนไมโครเวฟทระดบพลงงาน 180 - 900 W (Özbek and Dadali, 2007) มคา อยระหวาง 11.05 – 12.28 W g-1 ซงมคามากกวา เนองจาก ใบสะระแหนมคณลกษณะทางกายภาพ รวมทงโครงสรางเซลล

และองคประกอบทางเคมทแตกตางจากสาหรายเตา อกทง ใบสะระแหนมคาความชนเรมตนตากวาสาหรายเตา จงทาใหตองใชพลงงานกระตนเพอระเหยนามากกวาสาหรายเตาถง 4.70 เทา ดงนน คา Ea ของการอบแหงอาหารหรอวสดชวภาพดวยคลนไมโครเวฟจะขนอยกบชนดของอาหารหรอวสดชวภาพ ระดบพลงงานคลนไมโครเวฟ และปรมาณนาหนกตวอยางทใชในการอบแหง

Figure 5 Arrhenius relationships of kinetic constants and microwave power densities levels.

3.4 ผลกระทบของความเขมคลนไมโครเวฟตออตราการเปลยนแปลงสและปรมาณสารประกอบฟนอลก

3.4.1 การเปลยนแปลงของคาส การเปลยนแปลงสตางๆ ทเกดขนในระหวางการอบแหง

สาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศนนเปนกระบวนการทขนอยกบเวลา (Time-Dependent Process) และพารามเตอรตางๆ ทเกยวของกบสภาวะการอบแหง (Figure 6) จากผลการศกษาพบวา คาความสวาง (L*-values) ของสาหรายเตาอบแหง ทระดบความเขมขนของคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 มคาเทากบ 37.96±0.19, 35.11±0.27, 36.36±0.18 และ 35.23±0.2 ตามลาดบ สอดคลองกบคาความเปนสเหลอง/สนาเงน (b*-values) มคาเทากบ 26.04±0.15, 23.93±0.24, 23.91±0.22 และ 19.81±0.12 ตามลาดบ จากผลการวเคราะหทางสถตพบวาคา L*-values ของสาหรายเตาอบแหงดวยระบบไมโครเวฟสญญากาศจะมความแตกตางกนอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% ในขณะทคา b*-values จะสามารถแบงกลมออกไดเปน 3 กลม โดยทสาหรายเตาแหงทความเขมคลนไมโครเวฟทระดบ 1.55 และ 2.0 W g-1 ไมมความแตกตางกนระหวางกลม

y = -2.6086x + 0.5944 R² = 0.864

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

0.3 0.7 1.1 1.5ln

(k)

m/P (g W-1 )

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


22

อยางมนยสาคญ โดยการวดคาสของสาหรายเตาอบแหงมคา L*-values และ b*-values มากขนเมอเทยบกบสาหรายเตาสด เนองจากสาหรายเตาสดมปรมาณนาอสระอยในโครงสรางเซลลทมาก ส งผลใ ห เปน วส ด ทบแสงแต เ มอ มการระเหยน า ในกระบวนการอบแหงจงทาใหสาหรายเตาอบแหงมลกษณะเปนวสดโปรงแสงมากขน (Translucent) คา L*-values จงมคามากขน และเนองจากเปนการอบแหงดวยระบบสญญากาศทาใหอณหภมเฉลยของการอบแหงมคาตาจงไมทาใหเกดปฏกรยาการเกดสนาตาลจากการไดรบความรอนสง สอดคลองกบรายงานวจยของ Ozkan et al. (2007) และ Therdthai and Zhou (2009) ซงศกษาผลการเปลยนแปลงของคา L*-values และ b*-values ของผกขมและทเรยนแผนดวยวธการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศพบวาคาความเปนสแดง/เขยว (a*-values) มคาเพมขนซงหมายความวาจะมคาความเปนสแดงมากขน แสดงถงความเปนสเขยวลดลง สามารถบงบอกถงอตราการสลายตวของรงควตถสเขยวหรอปรมาณคลอโรฟลลทหลงเหลอของสาหรายเตาแหง ในขณะทคาความแตกตางสโดยรวม (Total Color Difference) เปนคาทบอกถงอตราการเปลยนแปลงสโดยรวมของสาหรายเตา โดยเปรยบเทยบกบคาสของสาหรายเตาสด (เมอสาหรายเตาสดมคา L0

*= 14.54, a0*= -3.37 และ b0

*= 15.34) จากผลการศกษาพบวา a*-values ของสาหรายเตาอบแหงดวยคลนไมโครเวฟทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 มคาเทากบ 1.91±0.24, 1.69±0.28, 1.78±0.22 และ 2.56±0.2 ตามลาดบ

Figure 6 Effect of microwave power densities level on color changed of dired spirogyra sp.

ซงจะพบวาสาหรายเตาอบแหงทความเขมคลนไมโครเวฟ ทระดบ 1.55 W g-1 จะมคาความเปนสเขยวมากทสด หรอม a*-values นอยทสด และการว เคราะหทางสถตพบวาคา a*-values ของสาหรายเตาแหงทระดบความเขมของกาลงงาน

คลนไมโครเวฟ 1.55 และ 2.00 W g-1 ไมมความแตกตางกนอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% แตมความแตกตางกนกบสาหรายเตาแหงทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟทระดบ 0.77 และ 2.50 W g-1 คาความแตกตางสโดยรวม (Total Color Difference) มคาเทากบ 20.15±0.31, 18.00±0.27, 19.40±0.22 และ 19.32±0.16 ตามลาดบ จากผลการศกษาพบวาคา TCD ของสาหรายเตาแหงทความเขมคลนไมโครเวฟ 1.55 W g-1 จะมคานอยทสด และทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 2.50 และ 2.00 W g-1 มคารองลงมา และสาหรายเตาแหงท 0.77 W g-1 มมากทสด ทงนเนองจากการอบแหงทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟทระดบ 0.77 W g-1 ใชเวลาในการอบแหงนานทสด สงผลตอการเปลยนแปลงสโดยรวมมากทสด เมอเทยบกบระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟอนๆ แมวา สาหรายเตาแหงทความเขมคลนไมโครเวฟ 1.55 W g-1 มคา TCD นอยทสด แตเมอเปรยบเทยบกบคาพารามเตอรส L*-values, a*-values และ b*-values กลบพบวาสาหรายเตาอบแหงทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟท 2.00 W g-1 มการเปลยนแปลงสทดทสด เนองจากทการอบแหงสาหรายเตาทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 2.00 W g-1 เปนสภาวะทเหมาะสมทสด เนองจากทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 2.50 W g-1 แมวาจะใชเวลาในการอบแหงนอยทสดแตกอาจจะมระดบความเขมของกาลงงานมากเกนกวาความตองการในกระบวนการอบแหง ดงนนคลนไมโครเวฟในสวนทเกนกจะเขาไปทาลาย รงควตถหรอทาใหคณภาพสของสาหรายเตาลดลง

3.4.2 ปรมาณสารประกอบฟนอลก Figure 7 แสดงผลกระทบของระดบความเขมของกาลงงาน

คลนไมโครเวฟตอปรมาณสารประกอบฟนอลก (Phenolic Compound) ซงเปนสารทออกฤทธทางชวภาพและมคณสมบตตานอนมลอสระ (Antioxidant) ในระหวางการอบแหงสาหรายเตาอบแหงดวยคลนไมโครเวฟ จากผลการศกษาพบวามปรมาณส า ร ป ร ะ ก อบ ฟ น อ ล ก ใ น ส า ห ร า ย เ ต า อ บ แ ห ง เ ท า ก บ 1,667.42±22.43, 2078.34±28.23, 2254.34±32.21 และ 2347.16±42.27 mgGAE/100 gdry weight ในระหวางการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 ตามลาดบ โดยทระดบความเขมของกาลงงาน 2.50 W g-1 มความเหมาะสมในการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟ เนองจากมปรมาณสารประกอบ ฟนอลกมากทสด ในขณะทผลการวเคราะหความแตกตางทาง

14.54

±0.15

a

-3.37

±0.15

a

15.34

±0.17

a

37.96

±0.19

b

1.91±

0.24b

26.04

±0.15

b

20.15

±0.31

b 35.11

±0.27

c

1.66±

0.28c

23.93

±0.24

c

18.00

±0.27

b

36.36

±0.18

d

1.78±

0.22c

23.91

±0.22

c

19.40

±0.22

a 35.23

±0.20

e

2.56±

0.20d

19.81

±0.12

d

19.32

±0.16

c

-10

0

10

20

30

40

50

L*-values a*-values b*-values TCD

CIEL

AB-C

olor

val

ues

Frash 0.77 W/g 1.55 W/g

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


23

สถตพบวาปรมาณสารประกอบฟนอลกของสาหรายเตาทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟท 2.00 และ 2.50 W g-1 ไมมความแตกตางกนอยางมนยสาคญ ทระดบความเชอมน 95% ดงนนการอบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 2.00 W g-1 เปนสภาวะทเหมาะสมทสด

Figure 7 Effect of microwave power densities level on phenolic content degradation of dried Spirogyra sp.

4 สรป ผลการศกษาแบบจาลองการอบแหงแบบชนบางของการ

อบแหงสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศ พบวาเวลาทใช ในการอบแหงสาหรายเตาจากความชน เ รมตน 8.55±0.20 gwater/gdry matter จนเหลอความชน 0.15±0.01 gwater/gdry matter ใชเวลาเทากบ 34, 20, 10.5 และ 5 minutes ทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 ตามลาดบ การศกษาหาแบบจาลองการอบแหงแบบชนบางทเหมาะสมในการทานายอตราการเปลยนแปลง พบวาแบบจาลองของ Page สามารถทานายพฤตกรรมการอบแหงสาหรายเตาไดเหมาะสมทสด คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล (Deff) ของสาหรายเตาในระหวางการอบแหงมคาอยในชวง 0.62x10-6 ถง 4.5x10-6 m2 s-1 และคาพลงงานกระตน (Ea) มคาเทากบ 2.61 W g-1

ผลการวเคราะหการเปลยนแปลงคณภาพส พบวาคาความสวาง/ความมด (L*-values) ของสาหรายเตาอบแหง ทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g-1 มคาเทากบ 37.96±0.19, 35.11±0.27, 36.36±0.18 และ 35.23±0.2 ตามลาดบ สอดคลองกบคาความเปนสเหลอง/สนาเงน (b*-values) มคาเทากบ 26.04±0.15,

23.93±0.24, 23.91±0.22 และ 19.81±0.12 ตามลาดบ อยางไรกตามคาพารามเตอรสทสาคญในการบงบอกถงคณภาพสของสาห ราย เตาอบแหงจะพ จารณา ทค าส แดง /ส เ ข ยว (a*-values) และคาความแตกตางสโดยรวม (TCD) ของสาหรายเตาอบแหงทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟระดบตางๆ มคาเทากบ 1.91±0.24, 1.69±0.28, 1.78±0.22, 2.56±0.2 และ 20.15±0.31, 18.00±0.27, 19.40±0.22, 19.32±0.16 ตามล า ด บ ในขณะ ทก า รต ร วจ ว ดป ร ม าณส า ร ป ร ะ ก อ บ ฟ น อ ล ก ม ค า เ ท า ก บ 1,667.42±22.43, 2078.34±28.23, 2254.34±32.21 และ 2347.16±42.27 mgGAE/100 gdry weight ตามลาดบ โดยทระดบความเขมของกาลงงานคลนไมโครเวฟเทากบ 2.00 W g-1 เปนระดบความเขมคลนไมโครเวฟทเหมาะสมในการอบแหงสาหรายเตาของการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟระบบสญญากาศ

5 กตตกรรมประกาศ บทความวจยนเปนสวนหนงของรายงานวจยฉบบสมบรณ

เรอง การพฒนาชดอปกรณสาหรบการศกษาระบบการอบแหงดวยคลนไมโครเวฟภายใตสภาวะสญญากาศ: กรณศกษาจลนพลศาสตรการอบแหงสาหรายเตาซงไดรบงบประมาณเงนกองทนอดหนนการวจย คณะวศวกรรมและอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยแมโจ

6 เอกสารอางอง ดวงพร อมรเลศพศาล, กฤษณา ดวงจนทร, ดวงตา กาญจนโพธ,

ธวช แตโสตถกล, ยวด พรพรพศาล. 2555. ฤทธปกปองแผลกระเพาะอาหารของสาหรายเตา . วารสารวทยาศาสตรมหาวทยาลยขอนแกน 40(1), 236-241.

ฐตกานต ปญโญใหญ. 2550. กจกรรมตานออกซเดชนของสาหรายเตา. วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต. เชยงใหม: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเชยงใหม.

นาฝน ไชยลงกา, รตนาภรณ จนทรทพย, ดวงพร อมรเลศพศาล, ฤทธชย อศวราชนย. 2555. ผลกระทบของระดบพลงงานไมโครเวฟตอการเปลยนแปลงคณภาพของสาหรายเตาอบแหง . รายงานการประชมวชาการประมง ครง ท 7 ประจาป 2555, เชยงใหม: คณะเทคโนโลยการประมงและทรพยากรทางนา มหาวทยาลยแมโจ. 6–8 ธนวาคม 2555, เชยงใหม.

1667.42±22.43a

2078.58±28.23b 2254.34±32.21c 2347.16±42.27c

0

1000

2000

3000

0.77 1.55 2.00 2.50

Phen

olic

Cont

ent (

mg GA

E/100

g dry

weigh

t)

Microwave Density Level (W g-1 )

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


24

ปองพล สรยะกนธร, ฤทธชย อศวราชนย. 2555. แบบจาลองการอบแหงใบกะเพราดวยคลนไมโครเวฟ. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย. (1), 59-67.

ผดงศกด รตนเดโช. 2551. พนฐานการใหความรอนดวยไมโครเวฟ. พมพครงท 1, กรงเทพฯ: มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

ยวด พรพรพศาล, ฐตกานต ปญโญใหญ, ดวงพร อมรเลศพศาล. 2555. ฤทธตานอนมลอสระและตานการอกเสบของสาหรายเตา. วารสารวทยาศาสตรมหาวทยาลยขอนแกน 40(1), 228-235.

ฤทธชย อศวราชนย, ฉตรชนก คงสทธ, ดวงพร อมรเลศพศาล. 2555. คณลกษณะการอบแหงของสาหรายเตาดวยคลนไมโครเวฟ. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย 18(1), 1-8.

ฤทธชย อศวราชนย. 2554ก. เทคโนโลยการสรางความรอนดวยคลนแมเหลกไฟฟาในการแปรรปอาหาร. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย 17(1), 41-51.

ฤทธชย อศวราชนย. 2554ข. การอบแหงผลผลตทางการเกษตรดวยคลนไมโครเวฟ. วารสารวศวกรรมสารเกษมบณฑต 1(2), 31-42.

สกกมล เทพหสดน ณ อยธยา. 2555. การอบแหงอาหารและวสดชวภาพ. กรงเทพฯ: สานกพมพทอป.

สรฉตร เทยมดาว, ยวด พรพรพศาล. 2552. ความหลากหลายของสาหรายนาจดกนไดในแมนาโขงและแมนานาน. วารสารวจยเทคโนโลยการประมง 3(1), 115-124.

Alibas, I. 2007. Microwave air and combined microwave-air-drying parameters of pumpkin slices. LWT 40, 1445-1451.

AOAC. 2005. Official Methods of Analysis. (18th Edn.). Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC: USA.

Assawarachan, R., Nookong, M., Chailungka N, Amornlerdpison, D. 2013. Effects of microwave power on the drying characteristics color and phenolic content of Spirogyra sp. Journal of Food Agriculture & Environment 11(1), 1-4.

Assawarachan, R., Noomhorm, A. 2008. Effect of operating condition on the kinetic of color change of concentrated pineapple juice by microwave vacuum evaporation. Journal of Food Agriculture & Environment 6(3&4), 47-53.

Assawarachan, R., Noomhorm, A. 2011. Mathematical Models for Vacuum Microwave Concentration Behavior of Pineapple Juice. Journal of Food Process Engineering 34(5), 1485-1505.

Bai-Ngew, S., Therdthai, N., Dhamvithee, P. 2011. Characterization of microwave vacuum-dried durian chips. Journal of Food Engineering 104, 114-122.

Dadal, G., Apar, D.K., Özbek, B. 2007. Microwave drying kinetics of okra. Drying Technology 25(5), 917-924.

Evin, D. 2012. Thin layer drying kinetics of Gundelia tournefortii L. Food and Bioproducts Processing 90, 323-332.

Maskan, M. 2001. Drying shrinkage and rehydration characteristics of kiwifruits during hot air and microwave drying. Journal of Food Engineering 48, 177-182.

McMinn, W.A.M. 2006. Thin-layer modeling of the convective, microwave, microwave-convective and microwave vacuum drying of lactose powder. Journal of Food Engineering 72, 113-123.

Özbek, B., Dadali, G. 2007. Thin-layer drying characteristics and modelling of mint leaves undergoing microwave treatment. Journal of Food Engineering 83, 541-549.

Ozkan, I.A., Akbudak, B., Akbudak, N. 2007. Microwave drying characteristics of spinach. Journal of Food Engineering 78, 577-583.

Sachindra, N.M., Airanthi, M.K.W.A., Hosokawk, M., Miyashita, K. 2010. Radical scavenging and singlet oxygen quenching activity of extracts from lndian seaweeds. Journal of Food Science Technology 47, 94-99.

Therdthai, N., Zhou, W. 2009. Characterization of microwave vacuum drying and hot air drying of mint leaves (Mentha cordifolia Opiz ex Fresen). Journal of Food Engineering 91, 482-489

Wang, Z., Sun, J., Chen, F., Liao, X., Hu, X. 2007. Mathematical modeling on thin layer microwave drying of apple pomace with and without hot air pre-drying. Journal of Food Engineering 80, 536-544.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


25



การพฒนาและทดสอบเครองรดและกรดเสนผกตบชวาสาหรบงานหตถกรรม Development and Testing of Water Hyacinth Rolling and Splitting Machine for Handicraft

กระว ตรอานรรค1*, เทวรตน ตรอานรรค2 Krawee Treeamnuk1*, Tawarat Treeamnuk2 1ภาควชาวศวกรรมเกษตร, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร, ปทมธาน, 12110 1Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Thanyaburi, Pathum Thani, 12110 2สาขาวชาวศวกรรมเกษตร, สานกวชาวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, นครราชสมา, 30000 2School of Agricultural Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhonratchasima, 30000 *Corresponding author: Tel: +66-2-549-3580, Fax: +66-2-549-3581, E-mail: [email protected]

บทคดยอ เครองรดและกรดเสนผกตบชวาสาหรบงานหตถกรรมทพฒนาขน ทางานโดยมลกกลงชดแรกทาหนาทรดและปอนผกตบชวา

เขาสชดมดกรดแบบจานหมนค ซงทาหนาทกรดผกตบชวาออกเปนเสนขนาด 10 mm และ 5 mm จากนนเสนผกตบชวาจะถกรดและดงออกดวยลกกลงชดทสอง นอกจากนเครองยงมชองปอนหลบชดมดกรดเพอใชเฉพาะการรดผกตบชวาทงกานโดยไมกรดไดอกดวย อตราการรดของเครองคอ 2.85 kg h-1 อตราการรดและกรดกานผกตบชวาเปนขนาดเสน 10 mm และ 5 mm คอ 3.04 kg h-1 และ 2.72 kg h-1 ตามลาดบ อตราการรดและกรดผกตบชวาทกรดและคลเปนแผนกอนปอน ขนาดเสน 10 mm และ 5 mm คอ 2.33 kg h-1 และ 2.04 kg h-1 ตามลาดบ คาเปอรเซนตการกรดอยในชวง 87.70 - 94.07% คาการใชพลงงานจาเพาะตาทสดของเครองคอ 1.31 kg kW-1 h-1 การวเคราะหทางเศรษฐศาสตรพบวาอตราการผลตทคมทนของเครองคอ 944.94 kg yr-1 และใชงานเปนเวลา 2 เดอน จงจะคนทนทคาใชจาย 16.58 บาท kg-1 (ไมรวมคาวตถดบ)

คาสาคญ: เครองรด, เครองกรด, ผกตบชวา

Abstract The developed water hyacinth rolling and splitting machine operates by the first feed roller that was

pressing and feeding the water hyacinth stem to a couple of circular splitting blade. After that, the blades cut the stem to the splitted water hyacinths in 10 mm and 5 mm of width. Finally, the splitted water hyacinths that were carried by the second roller are repressing and pulling them out from the machine. In addition, the special inlet port of the machine can feed the stem dodging the blades for only pressing process without splitting. The capacity of rolling process was 2.85 kg h-1 and the capacity of rolling and spliting the stem to a 10 mm and 5 mm of the width were 3.04 kg h-1 and 2.72 kg h-1, respectively. The capacity of rolling and splitting water hyacinth sheet to a 10 mm and 5 mm of width were 2.33 kg h-1 and 2.04 kg h-1, respectively. The efficiency of machine evaluated by the splitting percentage was in a range of 87.70 - 94.07%. The heighest specific energy consumption of the machine was 1.31 kg kW-1 h-1. The operating time of the machine to cover the expense was 2 months during the annual capacity of 944.94 kg yr-1 at operating cost of 16.58 Baht kg-1 (without raw material cost).

Keywords: Rolling, Splitting machine, Water hyacinth

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


26

1 บทนา ผกตบชวาเปนวชพชนาทขยายพนธไดรวดเรวและมปรมาณ

มากในแหลงนาชมชน ชาวทองถนจงหาทางใชประโยชนจากผกตบชวา การใชประโยชนทสรางมลคาเพมไดสงประการหนงคอการแปรรปผกตบชวาแหงเปนงานหตถกรรมประเภทจกสาน (ดวงพร และคณะ, 2544) ปจจบนวสาหกจนมขอจากดเรองคณภาพของผลตภณฑทยงตองใชแรงงานในการผลต การเตรยมวตถดบผกตบชวาแหงเพอจกสานประกอบไปดวยการรดและฉกแบงเสนผกตบชวาแหงออกเปนรวทมขนาดและความหนาเทาๆ กน ซงตองใชความชานาญในการปฏบต มอตราการทางานตาและคณภาพไมคงท วสดทเตรยมไดมผลตอคณภาพและความสวยงามของการจกสานมากทสด หากมคณภาพดสามารถชวยใหผผลตทางานไดงาย รวดเรว สนคาทมคณภาพดไดมาตรฐานยอมสามารถขายไดในราคาสง (ดวงพร และคณะ, 2544) วศรต และคณะ (2548) ไดออกแบบเครองรดและกรดผกตบชวาขน เพอลดการใชแรงงานและเวลาในกระบวนการผลต เครองทสรางขนใชมอเตอรเปนตนกาลงขบชดลกกลงรดและชดใบมดซงทาจากเหลกกลา เครองมอเปนใบมดกลมเรยง 12 ใบ พบวาสามารถกรดผกตบชวาตากแหงไดเปนเสนขนาดความกวาง 10 mm มอตราการทางาน 6.6 เสน min-1 และไมไดรายงานถงประสทธภาพการทางานของเครอง ภคสทธ และคณะ (2549) ไดออกแบบเครองรดและกรดเสนผกตบชวา โดยใชมอเตอรไฟฟาขบชดลกกลงรดเพอรดและผลกใหเสนผกตบชวาวงเขาสมดใบตายทตดตงไว เครองมประสทธภาพการทางาน 71.63% สามารถกรดเสนขนาด 11 mm ทอตราการทางาน 1,880 เสน h-1 ซงมากกวาแรงงาน คนททาไดเพยง 360 เสน h-1 ธนากร และรงโรจน (2554) ไดรายงานถงผลของความชนทมตอความแขงแรงของผกตบชวาแหงทใชในงานหตถกรรมวาการเพมความชนมผลทาใหผกตบชวารบแรงดงในแนวเสนใยและ แนวขวางเสนใยไดสงขน แตรบแรงดดไดนอยลง

จากทกลาวมาพบวา เครองทสรางขนและพฒนาตอเนองมา ยงมอตราการทางานและประสทธภาพตา เพราะใชมดใบตายหรอใชมดหมนตดอสระโดยไมมตว Counter shear ชวยในกลไกการตด จงเกดความเสย หายสง ประกอบกบสามารถกรดเสนไดเพยงขนาดเดยว ไมสามารถทางานเฉพาะการรดทงกานโดย ไมกรดได และยงไมมรายงานถงผลของความชนในผกตบชวาตอสมรรถนะของเครองรดและกรดเสน ผวจยจงมแนวคดในการพฒนาเครองรดและกรดเสนผกตบชวาทสามารถกรดเสนขนาด 10 mm และ 5 mm โดย ประมาณ ซงเปนขนาดทนยมใชในการ

จกสานมากทสด และสามารถรดกานผกตบชวาทงกานโดยไมกรดได และทดสอบถงผลของความชนในผกตบชวาแหงทมตอสมรรถนะการทางานของเครองทสรางขน ตลอดจนความคมคาในการนาเครองไปใชงาน


2.1 เครองรดและกรดเสนผกตบชวา จากการศกษารปแบบการตดและฉกเสนผกตบชวาแหงของ

ผจกสาน พบวาคาความยาวและขนาดเฉลยของกานผกตบชวาแหงทใชในการจกสานคอ 60 cm และ 20 mm ตามลาดบ ซงมทงการใชกานผกตบชวาแหงทงกานและตองกรดตามแนวลาตนเพอคลออกเปนแผนกอนนาไปรดและฉกออกเปนเสนเพอจกสานตอไป ดงนนเครองตนแบบนจงถกออกแบบใหมกลไกการรดกานผกตบชวาทคลแผเปนแผน กอนปอนเขาสชดมดกรดเสน แลวจงถกรดซาอกครงกอนออกจากเครอง กลไกการกรดเสนใชการเฉอนขาดดวยมดกรดแบบจานหมน (Splitting blade) 2 ใบสบและหมนเขาหากน เกดการตานแรงเฉอนตด (Counter shear)คลายการตดดวยกรรไกร มดนตดตงบนเพลาขบ สามารถกรดเสนขนาด 10 mm และ 5 mm ซงเหมาะสมสาหรบการใชจกสาน

Figure 1 Component of the water hyacinth rolling and splitting machine.

Figure 1 มตเครองเปน 355 x 365 x 730 mm ลกกลง (2), (3), (7) และ (9) ทาจากทอเหลกเสนผานศนยกลาง 102 mm ชบผวโครเมยมเพอปองกนสนม ยาว 254 cm นาหนกกดของลกกลงชดแรก (2) และ (3) และลกกลงดง (7) และ (9) ถกปรบไดดวยสกรและชดสปรงปรบระยะกด (1) ชดใบมดกรดเสน (6) และ (8) ซงตดตงใหสบกน ทาจากแผนเหลกหนา 2 mm ลบมมคมเปน 45° ทารอยจกบนคมเพอชวยในการเฉอน มดกรดนตดตง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


27

บนเพลาแยกเปน 2 ชด คอ ชดกรดสาหรบเสนขนาด 5 mm และ 10 mm ตามลาดบ โดยทเวนชองวางระหวางชดมดไวสาหรบการปอนเพอรดโดยไมกรดได (Figure 2) กลไกทงหมดถกขบดวยมอเตอรขนาด ½ HP (11) ผานชดทดรอบ (5) โซ (4) และเฟองรงสายโซ (10) ตามลาดบ ซงเพลาของลกกลงทง 2 ค มความเรวประมาณ 150 RPM และเพลาของชดมดกรด มความเรวมากกวาคอ 210 RPM ทงนเพอใหคมมดกรด กรดตดเสนผกตบชวาไดทนกอนการถกดงออก โดยเสนผกตบชวาไมเกดรอยพบหรอยน

การทางานของเครองเรมจากกานผกตบชวาแหงจะถกชดลกกลงชดแรก (1st set of roller) รดและดงเขาสเครองเพอเขาสชดใบมดกรดเสน (Splitting blade) และเสนผกตบชวาทผานการกรดจะถกรดซาและดงออกดวยลกกลงชดทสอง (2nd set of roller) กอนปลอยออกทางชองทางออกดานหลงเครองลงสถาดรองรบตอไป ดง Figure 3 ตวอยางกานผกตบชวารดและเสนผกตบชวาทรดและกรดเสน แสดงดง Figure 4, 5 และ 6 ตามลาดบ

Figure 2 Position of the Splitting blade.

Figure 3 Operation of water hyacinth rolling and splitting machine.

Figure 4 Prototype machine.

Figure 5 Sample of rolled water hyacinth stem.

Figure 6 Sample of the splitted water hyacinth.

2.2 การทดสอบเครอง ใชผกตบชวาทมขนาดใกลเคยงกน เตรยมความชนของกาน

ผกตบชวาออกเปน 3 ระดบ ดวยวธการเดยวกนกบการปฏบตของผจกสานผกตบชวา เพอศกษาผลของความชนทมตอการทางานของเครอง นนคอ 1) การตากแดดกอนกรดเปนเวลา 4 h 2) ความชนปกต และ 3) การพรมนาเลกนอยและเกบไวในถงปดสนท 24 h กอนกรด คานวณหาความชนมาตรฐานแหง (%db) ตามมาตราฐาน ASAE S352.2 (1992) จากสมการ (1)

d

dWb m

mmM

Where Mb = moisture content on dry basis mw = mass of sample before drying (g) md = mass of sample after drying (g)

Set of 10 mm splitting blade Set of 5 mm splitting blade

Gap for rolling process

Splitting blade1st set of roller2nd set of roller

(1)

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


28

ปอนผกตบชวาทง 3 ความชน เพอทดสอบรดกานผกตบชวาเพยงอยางเดยว ทดสอบรดและกรดเสนกบกานผกตบชวา และทดสอบรดและกรดเสนกบผกตบชวาทคลออกเปนแผนกอนปอน ทาการทดสอบ 3 ซา 15 ตวอยางตอซา ประเมนผลดวยอตราการทางาน (Capacity, kg h-1) คาเปอรเซนตการกรด (Splitting percentage) ซงคานวณเฉพาะเสนทกรดไดขนาดและความยาวตอเนอง และการใชพลงงานจาเพาะ (Specific Power Consumption or SPC, kg kW-1 h-1) ซงใช kW-hour meter ในการเกบขอมล ดงสมการ (2) (3) และ (4) ตามลาดบ จากนนทาการวเคราะหเศรษฐศาสตรเมอนาเครองตนแบบไปใชงานในการผลตตอไป

)h( Time

)kg( hyacinth waterof FeedCapacity (2)

)kg( hyacinth waterof feed)kg( splittingof Completepercentage Splitting (3)

)hkW( power Electrical

)kg( hyacinth waterof FeedPCS

(4)

3 ผลและวจารณ คาความชนของผกตบทใชทดสอบ (Table 1) Room

temperature คอความชนของผกตบชวาทเกบรกษาปกตทอณหภมหอง 4 h on sundry เปนการนาผกตบชวามาลดความชนกอนเรมจกสานดวยการตากแดดเปนเวลา 4 h และ Spray water & keep on 24 h เปนการเพมความชนแกผกตบชวาสาหรบการดดหรอถกในบางลวดลายเพอลดการแตกหกของวตถดบ คาความชนทตางกนน จงตองถกใชในการทดสอบการทางานของเครองรดและกรดเสนทสรางขนดวย

Table 1 Moisure content of water hyacinth sample.

Method Mb (%db)

1. 4h on Sundry 12.902. Room temperature 15.69

3. Spray water & keep on 24h 20.31

Table 2 พบวาความชนทเพมขนของผกตบชวามผลทาใหการรดทาไดเรยบบางยงขน คอมความหนาหลงรด (Rolling thickness) น อ ย ท ส ด เ ป น 1.5 mm ใ นท า ง ต ร ง ข า ม ก น ผกตบชวาทมความชนตาจะใชพลงงานในการรดนอยกวาไปดวย (คา SPC สง) โดยทอตราการรดทดทสดคอ 2.85 kg h-1

Table 2 Result of the rolling process test.

Mb (%db)

Rolling thickness

(mm)

Rolling capacity (kg h-1)

SPC (kg kW-1 h-1)

12.90 1.90 2.82 1.3815.69 1.80 2.74 1.0520.31 1.50 2.85 1.30

Table 3 A 10 mm width of water hyacinth stem splitting.

Mb (%db)

Capacity (kg h-1)

Splitting percentage

(%)

SPC (kg kW-1 h-1)

12.90 2.70 88.49 1.1615.69 3.04 89.03 1.3120.31 2.60 94.07 1.12

Table 3 การกรดผกตบชวาทงกานเปนเสนขนาด 10 mm

พบวามอตราการทางานอยระหวาง 2.60 - 3.04 kg h-1 โดยทคาเปอรเซนตการกรดมากทสด 94.07% เกดขนเมอผกตบชวามความชนมากกวาปกตคอ 20.31%db ในขณะทอตราการทางานสงสด 3.04 kg h-1 เกดเมอความชนปกต 15.69%db และทาใหประสทธภาพการใชพลงงานสงไปดวย (SPC 1.31 kg kW-1 h-1)

Table 4 A 5 mm width of water hyacinth stem splitting.

Mb (%db)

Capacity (kg h-1)


(%)

SPC (kg kW-1 h-1)

12.90 2.33 87.70 0.6915.69 2.72 92.57 0.8020.31 2.64 90.58 0.68

Table 4 การกรดผกตบชวาทงกานทขนาด 5 mm พบวา

มอตราการทางานอยระหวาง 2.33 - 2.72 kg h-1 ซงนอยกวาการกรดทขนาด 10 mm ทงนเพราะระยะระหวางใบมดทนอยกวาจงทาใหเกดแรงตานการกรดสงกวาการกรดทขนาด 10 mm และตองใชพลงงานมากกวา จงทาใหประสทธภาพการใชพลงงานตาไปดวย โดยทอตราการทางานและเปอรเซนตการกรดสงสด

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


29

เกดขนเมอผกตบชวามความชนปกตคอ 15.69%db และมประสทธภาพการใชพลงงานดทสดดวย (SPC 0.80 kg kW-1 h-1)

Table 5 A 10 mm width of water hyacinth sheet splitting.

Mb (%db)

Capacity (kg h-1)


(%)

SPC (kg kW-1 h-1)

12.90 1.71 88.34 0.7315.69 1.66 88.79 0.7120.31 2.33 89.02 1.00

Table 5 การกรดผกตบชวาทคลเปนแผนกอนปอน ทขนาด

10 mm มอตราการทางานคอนขางตา เนองจากผปอนตองเสย เวลาคล ตนออกเปนแผนกอนปอน ประกอบกบแผนผกตบชวามความกวางมากกวากานผกตบชวา จงตองใชความระมดระวงสงกวาปกต เพอไมใหเกดของเสยผกตบชวาทความชน 20.31%db มอตราการทางาน เปอรเซนตการกรดและประสทธภาพการใชพลงงานสงสดเปน 2.33 kg h-1, 89.02% และ 1.00 kg kW-1 h-1 ตามลาดบ ในขณะทการกรดเสนผกตบชวาขนาด 5 mm มอตราการทางานตาทสด (Table 6) ทงน สาเหตคลายกบการกรดเสนทขนาด 10 mm (Table 5) สาหรบอตราการทางาน เปอรเซนตการกรดและประสทธภาพการใชพลงงานพบวา ผกตบชวาทความชน 12.90%db มคาดงกลาวสงสดเปน 2.04 kg h-1, 90.20% และ 0.60 kg kW-1 h-1 ตามลาดบ

Table 6 A 5 mm width of water hyacinth sheet splitting.

Mb (%db)

Capacity (kg/h)


(%)

SPC (kg kW-1h-1)

12.90 2.04 90.20 0.6015.69 1.37 89.33 0.4020.31 1.88 90.88 0.55

ผลการวเคราะหเศรษฐศาสตรการนาเครองตนแบบไปใชงาน

พบวา การใชเครองรดและกรดผกตบชวามลคาเครอง 45,000 บาท ทาการผลตจะมตนทนการดาเนนงาน 16.58 บาท kg-1 (ไมรวมคาวตถดบ) ซงจะตองผลตในอตรา 944.94 kg yr-1 และทางานเปนเวลา 2 เดอน จงจะคนทน

4 สรป เครองรดและกรดเสนผกตบชวาสาหรบหตถกรรมทสรางขนม

อตราการรดของเครองคอ 2.85 kg h-1 (นาหนกผกตบชวาแหง) อตราการรดและกรดเสนกานผกตบชวาขนาด 10 mm และ 5 mm เปน 3.04 kg h-1 และ 2.72 kg h-1 ตามลาดบ อตราการรดและกรดเสนแผนคลของผกตบขนาด 10 mm และ 5 mm เ ป น 2.33 kg h-1 แ ล ะ 2.04 kg h-1 ต า ม ล า ด บ ประสทธภาพการทางานของเครองมคาเปอรเซนตการกรดอยในชวง 87.70 - 94.07% ความชนทสงกวาปกตของผกตบชวามผลตอความ สามารถในการรดและอตราการรด ขณะเดยวกนความชนทสงจะมผลตออตราการกรดกานผกตบชวาทง 2 ขนาดดวย และความชนในผกตบชวาไมสงผลอยางชดเจนตอการกรดแผนคลของผกตบชวาทง 2 ขนาด และคาการใชพลงงานจาเพาะสงสดของเครองคอ 1.31 kg kW-1 h-1 การวเคราะหทางเศรษฐศาสตรพบวาอตราการผลตทคมทนของเครองคอ 944.94 kg yr-1 และใชงานเปนเวลา 2 เดอน จงจะคนทนทตนทน 16.58 บาท kg-1 (ไมรวมคาวตถดบ)

5 กตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบคณ ทนสนบสนนการวจยจากสานกสงเสรมและ

ถายทอดเทคโนโลยสานกงานปลดกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย ศนยเทคโนโลยอจฉรยะสาหรบการเกษตรขนสง ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร ม. เทคโนโลยราชมงคลธญบร และกลมจกสานผกตบชวาบานคลองนกกระทง ต. คลองนกกระทง อ. บางเลน จ. นครปฐม

6 เอกสารอางอง ดวงพร สวรรณกล, รงสต สวรรณเขตนคม. 2544. วชพชใน

ประเทศไทย. กรงเทพมหานคร: สานกพมพมหาวทยาลย เกษตรศาสตร.

ธนากรณ มสมวทย, รงโรจน พนขนทด. 2554. การศกษาสมบตทางกายภาพและทางกลของผกตบชวาสาหรบงานหตถกรรม. โครงงานวศวกรรมเกษตรและอาหาร . นครราชสมา : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร.

ภคสทธ ทองนาค, สรโย กณหา. 2549. เครองรดและกรดเสนผกตบชวา. ปรญญานพนธสาขาวศวกรรมหลงการเกบเกยวและแปรสภาพ. กรงเทพมหานคร: มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


30

วศรต ชนะกานนท, อนพนธ วงษวลย, อาทตย สวรรณโณ. 2548. เครองรดและกรดผกตบชวา. ปรญญานพนธสาขาเทคโนโลยวศวกรรมเครองกล. กรงเทพมหานคร: สถาบนเทค โนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ.

ASAE Standard S352.2 (DEC 92). Moisture measurement - Unground grain and seeds. American Society of Agricultural Engineering. United State of America.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


31



การวเคราะหคาลงทนเพอการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษา Analysis of Irrigation Operation Cost of Operation and Maintenance Project

นมตร เฉดฉนทพพฒน1*, วราวธ วฒวณชย1 Nimit Cherdchanpipat1*, Varawoot Vudhivanich1 1หองปฏบตการวจยเทคโนโลยเพอการชลประทาน, ภาควชาวศวกรรมชลประทาน, คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน, นครปฐม, 73140 1Irrigation Technology Research Laboratory, Department of Irrigation Engineering, Faculty of Engineering at Kamphaengsaen, Kasetsart University Kamphaengsaen Campus, Nakhon Pathom, 73140 *Corresponding author: Tel: +66-34-281-658, Fax: +66-34-352-053, E-mail: [email protected]

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงคเพอวเคราะหปจจยตางๆ และคาลงทนทเกยวของกบงานดานจดสงนา ทาการศกษาชวงเวลาการสงนา

ฤดแลงป 2550/2551 และ2551/2552 โดยประยกตเทคนคการคานวณตนทนฐานกจกรรม เปนแนวทางการศกษาประเมนตนทนตางๆ ของหนวยงานททาหนาทดานจดสรรนา ใหมความสอดคลองกบกจกรรมการจดสงนาทเกดขนจรงในพนทศกษา

จากผลการศกษาพบวา หนวยงานดานจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษาซงเปนพนทศกษา สามารถจาแนกได 4 กจกรรม ประกอบดวย การวางแผนการสงนา, ปฏบตงานสงนาหรอควบคมการสงนา, การตรวจสอบและประเมนผลการสงนา และการพฒนาองคกรกลมผใชนาชลประทาน คาลงทนทมความชดเจน ม 2 กลมตนทน ประกอบดวย ตนทนดานบคลากร (เงนเดอน, เงนสมทบกองทนบาเหนจบานาญขาราชการ (กบข.) และเงนสมทบกองทนเลยงชพสาหรบลกจางประจา (กสจ.)) และตนทนดานดาเนนการ (คาใชจายดานบรการสาธารณะตางๆ) ทงนผลการศกษาคาลงทนเฉพาะงานดานจดสรรนาของโครงการฯ สองพนอง ตามแนวทางของวธตนทนฐานกจกรรม มคาประมาณ 6,203,558.33 บาท และ 6,395,607.71 บาท สาหรบชวงเวลาการสงนาฤดแลงป 2550/2551 และป 2551/2552 ตามลาดบ หรอพนทชลประทาน 1 ไร มตนทนเพอกจกรรมการจดสรรนาประมาณ 20.83 - 23.24 บาท ตลอดชวงเวลาการสงนาฤดแลงของพนทศกษา

คาสาคญ: คาลงทนเพอการจดสรรนา, ตนทนกจกรรม, โครงการสงนาและบารงรกษาสองพนอง

Abstract This research aim to analyze factors and cost of irrigation allocation works. In addition, the technical of

Activity Based Costing (ABC) was applied in this research for evaluate capital costs based on the activity of water allocation sectors in Song Phi Nong Operation and Maintenance project during dry season year 2550/2551 and 2551/2552

The results of this study shown that the major of irrigation operation activities were classified into four groups including water allocation planning, water delivery and control, monitoring and evaluating of water delivery and establishment and development of water user groups. The main costs include personal cost (salary, Government Pension Fund (GPF) and contribution of fund for permanent staffs). The other cost are operation cost/public services cost. The application of ABC technique shown that the results of the cost of irrigation operation work, was approximately 6,203,558.33 and 6,395,607.71 bahts for dry season years 2550/2551 and

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


32

2551/2552 respectively. In conclusion, the irrigation operation cost was approximately 20.83 - 23.24 baht/rai throughout dry season.

Keywords: Irrigation operation cost, Activity based costing, Song Phi Nong Operation and Maintenance project.

1 บทนา ปจจบนกรมชลประทานไดกาหนด กจกรรมหลกในสวนงาน

“การจดการนาชลประทาน” ไดแก 1. การสงนาและระบายนา 2. การบารงรกษาระบบชลประทาน และ 3. การปรบปรงระบบชลประทาน (กรมชลประทาน, 2551) ซงในกจกรรมท 2 กบ 3 มความชดเจนของรายการคาใชจ ายตางๆ ตามกจกรรมทดาเนนการ ขณะทงบประมาณดานการสงนาและระบายนานนในการเบกจายงบประมาณไมมการแยกเปนรายการไวอยางชดเจนตามลกษณะกจกรรมดานการจดการนาทดาเนนการ สงผลใหการปฏบตงานในดานจดสรรนาเกดความไมสอดคลองกบพนธกจทกาหนดไวในแตละฤดกาลสงนา ดงนนการศกษาวจยน จงนาเทคนคการคานวณตนทนฐานกจกรรม (Activity Based Costing: ABC) ซงเปนทฤษฎการบรหารตนทนในกระบวนการ โลจสตกส (สมยศ และคณะ 2549) มาประยกตใชในการจดการนาชลประทานเพอศกษาวเคราะหคาลงทนเพอการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษาสองพนอง ทไดมการดาเนนการจรง ในชวงฤดกาลสงนาฤดแลงป 2550 /2551 และ 2551/2552 โดยพจารณาเฉพาะกจกรรมของฝ าย ทปฏบ ต งานส งน าชลประทานเทานน ทงน ขอมลตนทนเพอการจดสรรนาทได สามารถนามาใชประกอบการจดสรรงบประมาณเพอใ หสอดคลองกบภาระงานจรง ทาใหสวนงานจดสรรนาดาเนนงานไดอยางมประสทธภาพและเหมาะสม ภายใตงบประมาณทกาหนด

ตนทนกจกรรม (ABC) เปนการคดตนทนและคาใชจายทใชในกจกรรมตางๆ (Activities) ของตนทนผลผลต (Cost Object) (วรศกด, 2544) ทงนทางผเชยวชาญดานระบบ ABC โดย Kapan และ Cooper (1998) ไดสรปขนตอนการทางานของระบบนเปน 4 ขนตอน ไดแก การวเคราะหกจกรรม (Activity Analysis), การวเคราะหตวผลกดนตนทน (Cost Driver Analysis), การคานวณตนทนกจกรรม (Activity Costing) และการคานวณตนทนผลผลต (Cost Object) ทงนใน Figure 1 แสดงแผนผงการทางานของระบบ ABC

2 วธการดาเนนการ

2.1 พนทศกษา (Study Area) พนทศกษาในงานวจยน คอ โครงการสงนาและบารงรกษา

สองพนอง ซงเปนโครงการหนงในพนทการกอสรางระบบชลประทานภายใตโครงการชลประทานแมกลองใหญ (Greater Mae Klong Irrigation Project, GMKIP) มพนททงโครงการประมาณ 380,000 ไร แบงเปนพนทชลประทานประมาณ 307,000 ไร ในดานโครงสรางองคกรไดแบงงานทเกยวของกบการจดสงนาชลประทานของโครงการ ซงประกอบดวย 2 สวนงานหลก ไดแก ฝายจดสรรนาและปรบปรงระบบชลประทาน และฝายสงนาและบารงรกษาท 1 - 4

ฤดกาลสงนาของโครงการในชวงฤดแลงจะอยในชวงระหวาง 1 พ.ย. – 27 ม.ย. โดยมระยะเวลาจดสรรนาชลประทานทงสน 34 สปดาห หรอ 34 ครง/ฤดกาลเพาะปลก (วรฒม, 2550) สาหรบภาพรวมของโครงการแสดงใน Figure 2

Figure 1 The Flow Diagram of Activity Based Costing (ABC) Method.

2.2 ขอมลโครงสรางตนทนและคาใชจาย สาหรบโครงสรางตนทนและคาใชจายในงานวจยน ไดใชตาม

แนวทางของกรมบญชกลาง (2551) ซงสามารถจาแนกคาใชจายเปน 9 หมวด แตจากการวเคราะหขอมลการสมภาษณจากเจาหนาท รวมทงการเขารวมสงเกตการณปฏบตงานในสวนงาน ทเกยวของกบการจดสรรนา โดยไมพจารณางานดานบารงรกษา สามารถสรางกลมประเภทรายจายหลกเปน 4 หมวด ไดแก

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


33

เ ง น เ ดอนและค าจ า งประจ า , ค าตอบแทนใช สอยว ส ด , คาสาธารณปโภค และคาใชจายอนๆ

2.3 การวเคราะหคาลงทนเพอการจดสรรนา การศกษาวจยน ไดนาเทคนคการวเคราะหคาลงทน ABC

(Activity Based Costing) เพอสรางแบบจาลองการใชทรพยากรของแตละหนวยงานจดสรรนาเขาสกจกรรมตางๆ เพอคานวณตนทนกจกรรมและตนทนผลผลต โดยพจารณาในกรอบเวลาของฤดกาลสงนาฤดแลงป 2550/2551 และ 2551/2552 ตามลาดบ

2.4 การวเคราะหกจกรรม (Activity Analysis) เปนการระบกจกรรมทสาคญของหนวยงานจดส งน า

ชลประทาน ทงกจกรรมหลกและกจกรรมสนบสนน ซงตองศกษาจากพจนานกรมชลประทาน เอกสารวชาการทเกยวของ และการสงเกตการณจากฝายจดสรรนาและปรบปรงระบบชลประทาน ตลอดจนฝายสงนาและบารงรกษาทง 4 ฝาย

2.5 การวเคราะหตวผลกดนตนทน (Cost Driver Analysis) เปนการคดเลอกและวเคราะหปจจยททาใหเกดตนทนใน

แตละกจกรรมการจดสรรนา เพอสรางเกณฑการปนสวนในการจดสรรคาใชจายตางๆ เขาสกจกรรม ทงนกรณเปนคาใชจายทางออม ทางผวจยไดเลอกจากเกณฑสดสวนของงานและเวลา ทใชไป รวมทงจากดลยพนจของผเชยวชาญในสายงานนนๆ

2.6 การคานวณตนทนกจกรรม (Activity Costing) เปนการคานวณตนทนทใชในการปฏบตงานจรง ในสวนงาน

จดสงนาในฤดสงนาฤดแลงป 2550/2551 และ 2551/2552 ตามลาดบ โดยงานวจยนไดจาแนกคาใชจายทมความใกลเคยงกน

มาสรางเปนกลมตนทน (cost pools) ได 2 กลมตนทน คอ กลม

คาใชจายบคลากร (personal cost) (หมวด1, 2 และ 3) และกลมคาใชจายดาเนนการ (operation cost) (หมวด 3 และ 4) ดงแสดงใน Table 1

2.7 การคานวณตนทนผลผลต (Cost Object) เปนการนาขอมลตนทนกจกรรมตางๆ เขาสผลผลตหลก ซง

ในงานวจยนไดอางองจากแผนการดาเนนงานของงานวจยและแผนยทธศาสตรหลกของกรมชลประทาน ประจาปงบประมาณ 2551 คอพจารณาจากพนทชลประทานในกรอบเวลาทกาหนดเปนผลผลตหลก ซงโครงการฯ สองพนอง มพนทชลประทานในชวงเวลาททาการวจยประมาณ 266,934 ไร และ 307,000 ไร ตามลาดบ Table 1 The description of general cost and cost pools.

Group General cost Cost pools1 Salary personal cost1 Permanent wage personal cost2 Temporary wage personal cost3 Government pension fund personal cost3 Contribution of fund for

permanent staffs personal cost

3 Fuel bill operation cost4 Electricity bill operation cost4 Service charge of

communicates and telecommunication

operation cost

4 Service charge of telegraph and transportation

operation cost

4 Telephone bill operation cost

Figure 2 Study area.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


34


3.1 การวเคราะหกจกรรมและตวผลกดนตนทน จากการศกษาวจยดานกจกรรมการสงนาของฝายจดสรรนาฯ

และฝายสงนาและบารงรกษา พบวาสามารถจดประเภทกจกรรมได 2 ประเภท คอ กจกรรมหลกมอย 4 กจกรรม และกจกรรมสนบสนนมอย 13 กจกรรม สาหรบการวเคราะหตวผลกดน

ตนทนของกจกรรมทงหมด ในชวงการสงนาฤดแลง ทงสน 34 สปดาห ตามลกษณะงานทปฏบตจรง ไดพจารณาจากจานวนครงทปฏบตในงานนน โดยเจาหนาทจากสวนงานจดสรรนาฯ และสวนงานฝายสงนาฯ จะมตวผลกดนตนทนไมเทากนในบางกจกรรม ใน Table 2 ไดแสดงรายละเอยดของการวเคราะหกจกรรมและตวผลกดนตนทน

Table 2 The description of water allocation activity and cost driver.

No Major activities Supporting activities Cost driver1/

(time) Cost driver2/

(time) 1. Water delivery planning 1.1 Analyze agricultural data

1.2 Analyze water data 1.3 Record water level 1.4 Water allocation planning 1.5 Calculating water demand

34 34 170 34 170

3468 170 68 170

2. Water operation/control 2.1 Close-open water control2.2 Delivery of irrigation water 2.3 Checking of water quality

34 34 68

170170 68

3. Monitoring and evaluating of irrigation delivery

3.1 Checking and monitoring of irrigationdelivery 3.2 Evaluating of irrigation delivery

68

170

170

170 4. Development of water

user organization 4.1 Connection with other organizations4.2 Demonstration field 4.3 Meeting with water user group

170 34 8

17034 8

Note : 1/ sector of water allocation. 2/ sector of water operation and maintenance.

3.2 การวเคราะหตนทนกจกรรม การวเคราะหตนทนกจกรรม เปนการกระจายตนทนทงงบ

บคลากรและงบดาเนนการ เขาสงานจดสงนาของโครงการ การศกษาวจยในสวนน พบวาตนทนสวนงบดาเนนการของฝาย สงนาตางๆ ของโครงการ (Table 3) ตลอดปการสงนาฤดแลง 2550/2551 และ 2551/2552 หลงจากผานกระบวนการกระจายตนทนตางๆ มตนทนประมาณ 560,021.67 บาท และ 456,020.75 บาท ตามลาดบ ขณะทตนทนสวนงบบคลากรการสงนาฤดแลงในป 2550/2551 และ 2551/2552 มคาประมาณ 5,171,036.65 และ 5,506,676.96 บาท ตามลาดบ (Table 4, 5 และ 6) สาหรบขอมลตนทนหรอคาลงทนเฉพาะงานดานจดสงนา

ของโครงการฯ สองพนอง (Table 7) ซงรวมขอมลตนทนกจกรรมดานงบบคลากร และงบดาเนนการ สามารถสรปตนทนคาใชจายในสวนงานจดสงนาในชวงเวลาการสงนาฤดแลง ป 2550/2551 และป 2551/2552 คอ 6,203,558.33 บาท และ 6,395,607.71 บาท ตามลาดบ และเมอสรปเปนภาพรวมของตนทนกจกรรมหลกในงานสงนาทง 4 กจกรรม สามารถเรยงลาดบกจกรรมทใช ตนทนสงสด-นอยทสด ซง มความสอดคลองกนทงสองชวงการสงนาฤดแลง คอกจกรรมการวางแผนสงน า (คดเปน 34.77 - 35.14%) กจกรรมการปฏบ ตงานสงน าหรอควบคมการสงน า (คดเปน 28.14 - 28.21%) กจกรรมการพฒนาองคกรกลมผใชนาชลประทาน

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


35

(คดเปน 26.95 - 27.56%) และกจกรรมการตดตามและประเมนผลการสงนา (คดเปน 9.07 - 10.12%)

3.3 ผลการคานวณตนทนผลผลต ผลการศกษาวเคราะหจากตนทนกจกรรมสามารถนาตนทน

กจกรรมเขาสสง ทตองการคดตนทนหรอตนทนผลผลต ซงงานวจยนไดกาหนดพนทชลประทานเปนผลผลต พบวาตนทน

เพอการจดสรรนาตอพนทชลประทานในโครงการมคาเทากบ 20.83 - 23.24 บาท/ไร ของทงสองฤดกาลสงนาในชวงฤดแลง (Table 8)

Table 3 The summary of operation cost for each of water delivery sector.

No Water delivery sector Operation cost (baht)

Season 2550/2551 Season 2551/25521 Sector of water allocation (W.A) 88,773.33 78,699.852 Water operation and maintenance 1 (O&M 1) 90,090.85 82,946.453 Water operation and maintenance 2 (O&M 2) 92,898.00 82,946.454 Water operation and maintenance 3 (O&M 3) 117,247.81 98,142.955 Water operation and maintenance 4 (O&M 4) 171,011.68 110,793.83 Total 560,021.67 453,529.53

Table 4 The summary of personal cost for each of water delivery sector (season 2550/2551).

No Major activities Activity cost in term of personal cost (baht)

W.A O&M 1 O&M 2 O&M 3 O&M 41 Water delivery planning 166,584.28 477,736.55 433,081.02 318,034.35 422,119.122 Water delivery/control 140,945.95 330,739.96 234,608.50 347,067.15 405,646.103 Monitoring and evaluating of

irrigation delivery 109,832.51 40,934.96 40,934.96 135,970.91 141,639.68

4 Development of water user organization

339,736.47 187,961.40 187,961.40 307,011.31 402,490.07

Table 5 The summary of personal cost for each of water delivery sector (season 2551/2552).

No Major activities Activity cost in term of personal cost (baht)

W.A O&M 1 O&M 2 O&M 3 O&M 41 Water delivery planning 182,236.48 466,360.52 467,784.43 351,220.74 447,110.012 Water delivery/control 159,734.46 340,854.74 254,770.33 385,064.99 409,566.983 Monitoring and evaluating of

irrigation delivery 118,142.03 107,622.29 43,077.18 149,502.96 139,395.24

4 Development of water user organization

382,826.28 211,328.62 204,240.65 341,237.97 344,510.06

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


36

Table 6 The summary of irrigation operation cost in term of personal cost for each major activities.

No Major activities Water operation cost in term of personal cost

(baht) (% of total) 2550/2551 2551/2552

1 Water delivery planning 1,817,555.32 (35.14) 1,914,712.18 (34.77)2 Water delivery/control 1,459,007.66 (28.21) 1,549,991.50 (28.14)3 Monitoring and evaluating of irrigation

delivery 469,313.02 (9.07) 557,739.70 (10.12)

4 Development of water user organization 1,425,160.65 (27.56) 1,484,143.58 (26.95)Total 5,171,036.65 5,506,586.96

Table 7 The summary of Irrigation operation cost for each of sector in the Song Phi Nong O&M Project.

No Water delivery sector Irrigation operation cost (baht)

Season 2550/2551 Season 2551/25521 Sector of water allocation 1,318,372.55 1,354,639.102 Water operation and maintenance 1 1,127,463.72 1,209,112.623 Water operation and maintenance 2 989,483.88 1,055,310.264 Water operation and maintenance 3 1,225,331.53 1,325,169.615 Water operation and maintenance 4 1,542,906.65 1,451,376.12

Total 6,203,558.33 6,395,607.71

Table 8 Irrigation operation cost per rai of irrigable area

Dry season 2550/2551 Dry season 2551/2552 Irrigable area

(rai) Total cost

(Baht) Cost per rai(Baht/rai)

Irrigable area(rai)

Total cost (Baht)

Cost per rai(Baht/rai)

266,934 6,203,558.33 20.83 307,000 6,395,607.71 23.24 4 สรปและขอเสนอแนะ

4.1 สรป 1) ผลการศกษาวเคราะหโครงสรางองคกร และคาอธบาย

ลกษณะงาน สรปวา หนวยงานทเกยวของกบงานจดสงนาในพนทศกษาประกอบดวย 2 ฝายหลก คอ ฝายจดสรรนาและปรบปรงระบบชลประทาน (Sector of water allocation) และฝาย สงนาและบารงรกษาท 1 - 4 (Sector of water operation & maintenance 1 - 4)

2) กจกรรมทเกยวของในสวนงานจดสงนาของโครงการ สามารถแบงได 2 รปแบบ คอ กจกรรมหลก 4 กจกรรม และกจกรรมสนบสนน 13 กจกรรม ซงเปนกจกรรมทปฏบตจรง

และตอเนองตลอดทงฤดกาลสงนา ไดแก วเคราะหขอมลเกษตร วเคราะหขอมลนา บนทกระดบนา วางแผนการจดสรรนา คานวณปรมาณนา ปด-เปดอาคารบงคบนา จดสงนา ตรวจสอบคณภาพนา ตรวจสอบและตดตามผลการสงนา ประเมนผลการสงนา ประสานงานกบหนวยงานตางๆ จดทาแปลงสาธต และจดประชมกลมผใชนา

3) ในงานศกษาวจยไดจดแบงรปแบบตนทนเปนสองประเภททมความใกลเคยงกน ตามหลกทฤษฎตนทนกจกรรม คอ กลมตนทนดานบคลากร (Personal cost) และกลมตนทนดานคาดาเนนการ (Operation cost) โดยตนทนสวนงบบคลากรปการส งน าฤ ดแล ง ในป 2550/2551 และ 2551/2552 มคาประมาณ 5,171,036.65 บาท และ 5,506,586.96 บาท

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


37

ตามลาดบ สวนกลมตนทนดานคาดาเนนการมคาประมาณ 560,021.67 บาท และ 453,529.53 บาท ตามลาดบ

4 ) ส าห รบค าลง ทนเ พอการจดส งน า ในงานส งน า ท ง 4 กจกรรม สามารถเรยงลาดบกจกรรมทใชตนทนสงสด-นอยทสด ซงมความสอดคลองกนทงสองชวงการสงนาฤดแลง ไดแก กจกรรมการวางแผนสงนา กจกรรมการปฏบตงานสงนาหรอควบคมการสงน า กจกรรมการพฒนาองคกรกลมผ ใชน าชลประทาน และกจกรรมการตดตามและประเมนผลการสงนา

5) ผลการวเคราะหตนทนการจดสรรนาตอพนทชลประทานของโครงการ พบวาพนทชลประทาน 1 ไร มคาจดการทกกจกรรมการสงนาทง 13 กจกรรม ประมาณ 20.83 – 23.24 บาท/ไร ในชวงเวลาการสงนาฤดแลงประมาณ 8 เดอน

4.2 ขอเสนอแนะ 1) ผลการศกษาเกยวกบคาลงทนเพอการจดสรรนาของ

โครงการสงนาและบารงรกษา โดยประยกตวธการคานวณตนทนกจกรรม ทาใหเขาใจพฤตกรรมการบรหารตนทนในกจกรรมการจดสงนา และสามารถนาไปวเคราะหในการจดลาดบความสาคญของกจกรรมการจดสงนา แตขณะเดยวกนกสามารถปรบลดการทางานกบกจกรรมทไมเพมมลคา (Non Value Added Activity) เพอไปเพมประสทธภาพการทางานดานอนทสามารถกอใหเกดผลผลตหรอบรการ (Output) ซงจะเชอมโยงกบผลลพธ (Outcome) ทตามมาตามวตถประสงคทกาหนดไวใหดยงขน

2) สาหรบการศกษานเปนการประมาณคาตนทนดานการจดสรรนาทอางองตามกจกรรมตางๆ ทเกดขน ซงขอมลสวนใหญไดจากการประมาณคาโดยใชดลยพนจของเจาหนาท ดงนนเพอใหไดขอมลทมความถกตองยงขนในงานวจยทจะนาไปศกษาตอยอด ควรใหความสาคญถงความชดเจน ตอเนอง และความนาเชอถอของขอมลทได

5 เอกสารอางอง กรมบญชกลาง . 2551. แนวทางการคานวณตนทนผลผลต

ปงบประมาณ พ.ศ. 2551. สานกมาตรฐานการบญชภาครฐ, กระทรวงการคลง.

กรมชลประทาน . 2551. ค มอการคานวณตนทนผลผลต , กรมชลประทาน.

วรศกด ทมมานนท. 2544. ระบบการบรหารตนทนกจกรรม:สานกพมพไอโอนค, กรงเทพมหานคร.

วรฒม ซมเจรญ. 2550. การประมาณคาปรมาณการใชนาอางองและผลผลตของขาวในโครงการสงนาและบารงรกษาสองพนองโดยประยกตระบบสารสนเทศภมศาสตรและแบบจาลองพช. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. กรงเทพมหานคร: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

สมยศ นอยสข, และคณะ. 2549. การบรหารการกระจายสนคาตามระบบตนทนฐานกจกรรมศกษากรณ คลงสนคา C.P. 7-Eleven. การคนควาอสระ ระดบมหาบณฑตศกษา วทยาลยนวตกรรมอดมศกษา, มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

Kaplan, R., S and R. Cooper. 1998. Cost&Effect. Boston, Harvard Business School Press.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


38



การออกแบบและพฒนาเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก Design and Development of a Young Coconut Trimming Machine Using Reciprocating Knife

ศวลกษณ ปฐวรตน1,2,3*, ฉตรชย ทพยรตน1, ชยยะ จนทรา1 Siwalak Pathaveerat1,2,3*, Chatchai Tippayarat1, Chaiya Jantra1 1ภาควชาวศวกรรมเกษตร, คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน, นครปฐม, 73140 1Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering at Kamphaengsaen, Kasetsart University, Kamphaengsaen Campus, Nakhon Pathom, 73140 2ศนยความเปนเลศทางวชาการดานเครองจกรกลการเกษตรและอาหาร, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร 2The center of excellent for Agricultural and Food Machinery, Kasetsart University 3ศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยว, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร 3Postharvest Technology Innovation Center, Kasetsart University *Corresponding author: Tel: +66-34-351-896, Fax: +66-34-351-896, E-mail: [email protected]

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงคเพอออกแบบเครองปอกเปลอกมะพราวออนรปทรง 5 เหลยม โดยใชกลไกใบมดชกไป-กลบ เพอให

เกดแรงเฉอนในการตดเสนใยทเปลอกผลมะพราวออน การทางานของเครองจะแบงเปน 2 ขนตอนดงน คอ ทาการปอกเปลอกสวนขางของผลมะพราวกอนและปอกเปลอกสวนหวเปนขนตอนสดทาย สาหรบการทดสอบประสทธภาพเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก พบวาผลมะพราวออนทผานการปอกเปลอก เกดพนทสเขยวเฉลย 3.36% และเกดพนทปอกโดนกะลามะพราวเฉลย 0.90% แตเกดพนทเสยนนอยสดเฉลย 6.72% ทความเรวในการหมนลกมะพราวออน 30 rpm ทดสอบจบเวลาแตละขนตอนในการทางานของเครอง พบวาขนตอนในการปอกเปลอกสวนขางใชเวลาเฉลย 1.24 นาทตอผล และปอกเปลอกสวนหวใชเวลาเฉลย 1.70 นาทตอผล เมอเทยบการทางานใน 1 ชวโมงสามารถปอกเปลอกมะพราวออนไดเฉลย 20.45 ผลตอชวโมง

คาสาคญ: ผลมะพราวออน, ใบมดชก

Abstract This research aims to design a young coconut trimming machine as a pentagonal profile using reciprocating

knife for cutting fiber husk of the fruits. The operation of this machine was consisted of two steps. The first step, the machine trim at the side of fruit and then the fruits were trimmed at the top in the last step. The performance test of a young coconut trimming machine with reciprocating knife was found 3.36% for the untrimmed green area, 0.90% for fruit damage and 6.72% for the fibrous area at 30 rpm rotation of the trimmed fruit. The trimming capacity of machine was 20.45 fruits per hour and the average time to trim at the side and the top of the fruits were 1.24 and 1.70 minutes, respectively.

Keywords: Young Coconut, Reciprocating Knife

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


39

1 บทนา มะพราวออนเปนผลไมไทยอกชนดหนงทเปนทรจกไปทวโลก

ผบรโภคทงชาวไทยและตางประเทศจะนกถงรสชาตของนามะพราวทหวานหอมและเนอทหวานมนสามารถชวยดบความกระหายคลายรอนไดด (สภาวด, 2553) ประเทศไทยไดมการสงออกมะพราวออนไปจาหนายยงตางประเทศ โดยตลาดมะพราวออนของไทยทสาคญ ไดแก สงคโปร ฮองกง ไตหวน ญปน สหรฐอเมรกา ออสเตรเลย แคนาดา บารเรน บรไน และซาอดอาระเบย (กรมประชาสมพนธ , 2550) ผลตภณฑผลมะพราวออนนนมหลายประเภท แตทไดรบความนยมบรโภค คอ ผลมะพราวออนปอกเปลอก ทงนการปอกเปลอกผลมะพราวออนนนมหลายรปแบบเชน ปอกเฉพาะสวนกนมะพราวใหเปนกรวยแหลมแลวตดขวผลออก โดยไมปอกลาตวผล, ปอกเปลอก สเขยวสวนกนใหเปนกรวยแหลมแลวปอกลาตวผลและตดขวผลออกเปนรปทรง 5 เหลยม (มะพราวควน) และปอกเปลอกจนถงกะลาเหลอเฉพาะสวนขวผลเลกนอยขดจนขาว (มะพราวเจยร) โดยรปแบบการปอกเปลอกเปนทรงหาเหลยมกาลงไดรบความนยมจากผบรโภคเปนอยางมาก

ขนตอนในการปอกเปลอกผลมะพราวออนใหมรปทรง 5 เหลยมถอวาเปนขนตอนทสาคญทสดในการผลตผลมะพราวออนปอกเปลอกเพอจาหนาย เพราะผลมะพราวออนทตองการจะตอง มรปทรง 5 เหล ยม ทสวยงาม มขนาดพอเหมาะ และจะตองขาวสะอาดไมมรองรอยบรเวณผวของผลทปอก ปจจบนยงคงใชแรงงานคนในการปอกอย ซงกาลงประสบปญหาอยางมาก เชน การขาดแคลนแรงงานฝมอด, ความแตกตางกนของทรงมะพราวในแตละแหลงผลต เปนตน ผวจยจงไดทาการออกแบบเครองปอกเปลอกผลมะพราวออน ทมกลไกการทางานของใบมดคลายคลงกบการปอกดวยแรงงานคน ททาใหเกด การเฉอนเปลอกของผลมะพราวออนโดยการเลอนใบมดไป-กลบ โดยมวตถประสงคเพอสรางตนแบบและทดสอบประสทธภาพการทางานของเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก


2.1 ลกษณะทางกายภาพของผลมะพราวออน ขอมลเบองตนของผลมะพราวออนและผลมะพราวออนปอก

เปลอกทใชในการออกแบบ ไดแก ความสงของผลมะพราวออน (H) เทากบ 17.97±0.53 cm ความกวางของผลมะพราวออน (D) เทากบ 16.02±0.56 cm ความสงของผลมะพราวออนปอก

เปลอก (h1) เทากบ 13.59±0.66 cm ความสงจากกนถงมมสวนหว (h2) เทากบ 8.97±0.40 cm มมดานขาง (ß) เทากบ

84.44±1.11° มมดานหว () เทากบ 35.57±1.93O (ณฐพงศ, 2553)

Figure 1 Dimension of young coconut and trimmed young coconut. (Nuttapong, 2553)

2.2 การออกแบบและสรางเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก

เครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก ประกอบดวยสวนสาคญ 6 สวนดงน

1) โครงสรางหลกของเครอง ทาหนาทประกอบสวนตางๆ ของเครองเขาดวยกน

2) ชดเลอนใบมด ทาหนาทเลอนชดใบมดสาหรบปอกเปลอกผลมะพราวออนเขาหาลกมะพราวทจะทาการปอกเปลอก และปรบระดบความสง (h2) ของชดใบมดได โดยมลกษณะเปนรางสไลดเลอนอยบนเพลา และมเกลยวสาหรบเลอนแทนยดชดใบมดชก

3) แทนยดชดใบมดชก ทาหนาทยดชดใบมดชกและชดเลอนใบมดเขาดวยกน มสลอตสาหรบปรบมมในการปอกเปลอกสวน

ขาง (ß) และสวนหว () 4) ชดใบมดชก ทาหนาทปอกเปลอกผลมะพราวออน โดย

ภายในชดใบมดประกอบดวย ใบมดสแตลเลส เพลาสไลด รางสไลด แขนเหวยง ขอเหวยง มอเตอร DC 24 V ขนาด 250 W และโครงสราง

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


40

Figure 2 A: Reciprocating knife, B: Reciprocating machine system (1) Knife, (2) Sliding shaft, (3) crank, (4) swing arm.

5) ชดจบลกมะพราวออนสาหรบปอกเปลอกสวนขาง ทาหนาทจบยดลกมะพราวออนใหอยกบท โดยแบงการจบยดเปนสวนบนและสวนลาง สวนบนจะสามารถเคลอนทขนลงเพอใหสามารถนาผลมะพราวออนเขาและออก โดยจะมทจบลกมะพราวซงออกแบบเปนทรงกระบอกใหสามารถครอบสวนกนของมะพราวไดและหมนตามลกมะพราว สวนลางจะทาหนาทหมนลกมะพราว โดยการออกแบบเปนเหลกสชนมความคม สามารถแทงเขาไปในสวนหวของผลมะพราวออนได ขบเคลอนดวยมอเตอร DC 24 V ขนาด 450 W

6) ชดจบลกมะพราวสาหรบปอกเปลอกสวนหว ทาหนาทจบผลมะพราวททาการปอกสวนขางมาแลว โดยชดจบจะทาการจบดานขางของผลมะพราวออน ใหลกมะพราวหมน ขบเคลอนดวยมอเตอร DC 24 V ขนาด 450 W

Figure 3 A: Side trimming section, B: Top trimming section (1) Reciprocating knife, (2) Knife holder, (3) Fruit holder, (4) Knife moving controller, (5) Top section holder.

2.3 การทดสอบเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก

นาเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชกทสรางขนมาทดสอบปอกเปลอกผลมะพราวออนจานวน 30 ผล โดยทา

การปรบตงมมในการปอกสวนขางอยท 85° มมการปอกสวนหว

อยท 36° ความสงของใบมดจากมมสวนหวถงกนอยท 9 cm

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


41

(ณฐพงศ, 2553) มมเงยของใบมดอยท 61° (Jarimopas and Rattanadat, 2007) ความเรวใบมดชก 360 rpm ความเรว ในการหมนลกมะพราวททาการทดสอบอยท 30 50 และ 70 rpm


3.1 ผลการออกแบบเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก

การสรางเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก โดยแบงขนตอนการทางานเปน 2 ขนตอน คอ ขนทหนงเปนการปอกเปลอกผลมะพราวออนสวนขาง ดง Figure 4 โดยชดจบลกมะพราวออนสาหรบปอกสวนขาง เรมการทางานโดยลกมะพราวจะหมนอยกบท จากนนทาการหมนเกลยว ใหชดใบมดชกเคลอนทมาสมผสกบผลมะพราวออน ใบมดชกจะทางานเคลอนทไป-กลบ เพอเฉอนเสนใยของเปลอกผลมะพราวออน เมอทาการปอกสวนขางของมะพราวออนจนเสรจ ขนทสองเปนการปอกเปลอกสวนหว (กนลกมะพราว) ของผลมะพราวออนทผานการปอกเปลอกสวนขางแลว โดยชดจบลกมะพราวปอกสวนหวจะทาการจบดานขางของผลมะพราวออน และเรมการทางานของเครอง เครองจะทางานเหมอนกบการปอกสวนขาง ทาการปอกสวนหวจนเสรจ จากนนทาการตดกน (ขวลกมะพราว) เปนการสนสดการทางาน

Figure 4 Trimming coconut fruit (A) Side fruit trimming, (B) Top fruit trimmimg and (C) Final Product.

3.2 ผลการทดสอบประสทธภาพเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก

ผลมะพราวออนทนามาทดสอบ นามาจากสวนในจงหวดสมทรสงคราม (ไมคดขนาด) มขนาดเบองตนเฉลยดง Table 1

Table 1 Coconut fruit dimension. Dimension Size (cm)Height (H) 22.27Width (D) 17.41

ผลการทดสอบปอกเปลอกผลมะพราวออนดวยเครองปอก

เปลอกมะพราวออนแบบใบมดชก โดยทดสอบทความเรวในการหมนลกมะพราวท 30 50 และ 70 rpm ทาการหาเปอรเซนตพ น ท เ ปล อ ก ทปอก ไ มหมด เ ปอร เ ซ น ต พ น ท เ ก ด เ ส ย น และเปอรเซนตพนททปอกโดนกะลามะพราวโดยเฉลย แสดงใน Table 2

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


42

Table 2 Trimming performance. Fruit

rotation speed (rpm)

Untrimmed green area

(%)

Fibrous area (%)

Trimmed shell area

(%) 30 2.30 6.72 0.7750 2.84 13.66 1.1470 4.94 14.30 0.79

average 3.36 11.56 0.90

ผลการทดสอบการทางานของเครองปอกเปลอกมะพราวออนแบบใบมดชก โดยกาหนดความเรวในการหมนลกมะพราวอยท 30 rpm เนองจากเกดพนทเสยนนอยสด และจบเวลาในแตละ ขนตอนการปอกเปลอกผลมะพราวออน เพอหาประสทธภาพ ในการทางานของเครองแสดงใน Table 3

Table 3 Average capacity of coconut trimming machine.

Parameter Time consume

(min/fruit) Side Fruit trimming 1.24 Top fruit trimming 1.70

Total 2.93 Capacity/hour 20.45 fruits

4 สรป ผลมะพราวออนทผานการปอกดวยเครองปอกเปลอก

มะพราวออนแบบใบมดชก เกดพนทสเขยวเฉลย 3.36% และเกดพนทปอกโดนกะลามะพราวเฉลย 0.90% แตเกดพนทเสยนนอยสดเฉลย 6.72% ทความเรวในการหมนลกมะพราว 30 rpm เหนไดวาพนทเสยนทเกดขนมผลตอความเรวในการหมนของ ลกมะพราว เมอทดสอบหาประสทธภาพในการทางานของเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบใบมดชก ทาการปอกเปลอกผลมะพราวออนสวนขางเฉลยอยท 1.24 นาทตอผล การปอกเปลอกผลมะพราวออนสวนหวเฉลย 1.70 นาทตอผล ซงในการปอก 1 ผลใชเวลาเฉลย 2.93 นาทตอผล และในการทางาน 1 ชวโมงสามารถปอกเปลอกมะพราวออนไดเฉลย 20.45 ผลตอชวโมง

5 กตตกรรมประกาศ สนบสนนทนวจยโดยศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยว

ศนยความเปนเลศทางวชาการดานเครองจกรกลการเกษตร และอาหาร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

6 เอกสารอางอง กรมประชาสมพนธ. 2550. มะพราว พชมหศจรรยททารายไดเขา

ประเทศปละกวา 2,700 ลานบาท. แหลงขอมล: http://raidai.raidaihost.com/modules.php?name=News&file=article&sid=1038 เขาถงเมอวนท 25 สงหาคม 2555

ณฐพงศ รตนเดช. 2553. การออกแบบและพฒนาเครองปอกเปลอกผลมะพราวออนแบบอตโนมต. วทยานพนธภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน, นครปฐม. 187 น.

สภาวด ภทรโกศ. 2553. มะพราวออนเพอการสงออก กรมสงเสรมการเกษตร. แหลงขอมล: http://www.eto.ku.ac.th/neweto/ e-book/plant/tree_fruit/coconut.pdf เขาถงเมอวนท 25 สงหาคม 2555.

Jarimopas, B. and Rattanadat, N. 2007. Development of a young coconut fruit trimming machine. Journal of Food Engineering. 79, 752-757.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


43



The Production Conditions of Biodegradable Film Containing Pomelo Peel Extract for Staphylococcus aureus Inhibition Sawanit Aichayawanich1* 1Department of Design and Production Technology of Agricultural industrial Machinery, Faculty of Industrial Technology and Management, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok Prachinburi Campus, Prachinburi, 25250

*Corresponding author: Tel: +66-37-217-327, Fax: +66-37-217-327, E-mail: [email protected]

Abstract This research aimed at studying the production conditions of biodegradable film containing pomelo peel

extract for Staphylococcus aureus inhibition. The effects of extracting solvents (95% ethanol, dichloromethane, hexane, and ethyl acetate) on yield and Staphylococcus aureus inhibiting activity of the pomelo peel extract were evaluated. Then, the influences of film process conditions; including drying temperatures (40, 45, 50, 55, and 60oC) and concentrations of pomelo peel extract (0.050, 0.075, 0.100, 0.125, and 0.150% w/w) on properties of the film were studied. The results showed that pomelo peel extract exhibited Staphylococcus aureus inhibition. Yield and Staphylococcus aureus inhibiting activity of the extract extracting by dichloromethane were the highest. The concentrations of the extract and drying temperatures had significant effect on the film properties. The highest tensile strength, percent elongation at break, and Staphylococcus aureus inhibiting activity were obtained from 0.150% (w/w) pomelo peel extract film that was dried at high temperature (60oC).

Keywords: Biodegradable film, Pomelo peel extract, Staphylococcus aureus

1 Introduction Pomelo (Citrus maxima Merr.) is one of the most

famous fruits in Asia (Burana-osot et al., 2010). It is primarily eaten fresh and used as a component in main dishes and desserts. Before processing, the thick peels of pomelo are peeled. This peel has some essential oils such as flavonoid, geraniol, linolool, citral, and methylantranilate (Deans and Ritchie, 1987; Mexis et al., 2012; Naradisorn and Ruenkum, 2009; Soffer and Mannheim, 1994; Tim Cushnie and Lamb, 2005). The essential oil include in the pomelo peel extract. Many extracting solvents were used because type, yield, and microbial activity of these essential oils in pomelo peel extract depend on type of extracting solvent (Naradisorn and Ruenkum, 2009).

Typically, the pomelo peel extract can be used for medical purposes (Burana-osot et al., 2010; Tim Cushnie and Lamb, 2005). Moreover, in agricultural industry, the pomelo peel extract can be used to inhibit some microbial such as Colletotrichum gloeosporioides that causes anthracnose disease in some plants (Naradisorn and Ruenkum, 2009).

Staphylococcus aureas (S. aureas) is one of the microbial of gastro enteritis resulting from the consumption of contaminated foods. It is an important microbial due to a combination of toxin-mediated virulence, invasiveness, and antibiotic resistance. It can be found normally in warm-blooded animal nose, on warm-blooded animal hair and skin, especially human nose, hair, and skin. Therefore, S. aureas has an opportunity to infect in fresh and processed foods that

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


44

were provided or contacted by human (Jablonski and Bohach, 2001). In order to keep foods products from S. aureas contamination, it is necessary to control sanitation of corresponding human or select correct antimicrobial packaging technologies.

In the last decade, the use of biodegradable film as food packaging continuously increased due to advantages of the film over other traditional materials such as glass, plastic, and tinplate (Souza et al., 2012). Many natural materials, especially starches that are bio-plastic, have been extensively used to produce the film because of the attractive combination of performance and price. Moreover, these materials do not contribute to environmental pollution (Paes et al., 2008). However, these materials normally cannot inhibit microbial resulting in limitation of biodegradable film application. Therefore, many types of antimicrobial biodegradable films have been developed and were used to inhibit grown or activity of microbial (Appendini and Hotchkiss, 2002; Sanla-Ead et al., 2012; Suppakul et al. 2008). Most of them always contain antimicrobial agent, especially the antimicrobial agent of plant extracts which not affect human health. For example, Mayachiew et al. (2010) who study effect of drying methods and conditions on antimicrobial activity of biodegradable films enriched with galangal extract found that film enriched with galangal extract can be used to inhibit growth of S. aureas. Chana-Thaworn et al. (2011) studied antimicrobial activity of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) films containing kiam wood extract against Escherichia coli, Listeria monocytogenes, and S. aureas. The results suggested that the film containing kiam wood extract exhibited antimicrobial activity. Moreover, Maizura et al. (2007) found that antimicrobial hydrolyzed sago starch films containing lemongrass oil were effective in inhibiting the growth of Escherichia coli based on clear zone inhibition method.

The production of antimicrobial biodegradable films containing plant extracts starts with plant extracting process. Then, the extract is mixed with other film components such as cassava starch, glycerin, and natural plasticizers (Paes et al., 2008). After mixing, the film solution is casted and dried to obtain the antimicrobial biodegradable film. The application properties of film such as tensile strength, percent elongation at break, and microbial inhibition activity are then evaluated (Maizura et al., 2007; Sivarooban et al., 2008; Seydim and Sarikus, 2006).

From the recent research, many researchers proposed that properties of some antimicrobial biodegradable films depended on process conditions such as concentrations of plant extract and drying conditions. The concentrations of the plant extract have strong effect on antimicrobial activity of the film (Mayachiew et al., 2010; Kechichian et al., 2010; Srinivasa et al., 2004). Moreover, it is well known that drying temperature significantly affect mechanical properties and antimicrobial activity of some antimicrobial biodegradable films (Mayachiew et al., 2010). For example, Jiang et al. (2007) reported that the mechanical properties of transglutaminase-treated soy protein isolate films such as tensile strength and percent elongation at break were significantly varied with drying temperature. Mayachiew et al. (2010) found that vacuum and low pressure superheated steam drying temperatures (70-90oC) had profound effect on antimicrobial activity against S. aureas of chitosan films containing galangal extract.

As mention above, this research aimed at producing antimicrobial biodegradable film containing pomelo peel extract. The effects of extracting solvent type on yield and antimicrobial activity of pomelo peel extract against S. aureus were determined. Moreover, the effects of concentrations of pomelo peel extract and drying temperature on tensile strength, percent elongation at break, and

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


45

antimicrobial activity against S. aureus of the films were proposed.

2 Material and Methods

2.1 Material Pomelo (Citrus maxima Merr.), Thong Dee cultivar

was collected at the mature stage from fruit orchards around Prachinburi province in Thailand.

The extracting solvents were 95% ethanol (Mallinckrodt, USA), dichlorometane (Burdick and Jackson, Korea), hexane (Mallinckrodt, USA), and ethyl acetate (Mallinckrodt, USA).

2.2 Material preparation Pomelo was first washed thoroughly to remove

impurities. After washing, the pomelo was peeled. The green pomelo peels (flavedo) were cut into small pieces and dried overnight in a hot air dryer (ULM 600II, Memmert, Germany) at 40oC. The dried peels were collected in desiccator.

2.3 Pomelo peel extraction procedures To prepare pomelo peel extract, 250 g of dried

pomelo peels was extracted overnight with 750 ml of 95% ethanol, dichlorometane, hexane, and ethyl acetate at 35oC. The extract was filtered through a filter paper (ø110 mm, Cat. No. 1001 110, Schleicher and Schuell GmbH, Dassel, Germany). The filtrate was concentrated in a rotary evaporator (Resona Technics Labo Rota 300, Gossau, Switzerland) at 40oC for 30 min. Yield of the pomelo peel extract was determined. Then, the pomelo peel extract was kept at 4oC prior to determination of clear zone of inhibition and antimicrobial index (AI).

2.4 Determination of yield of pomelo peel extract Yield of pomelo peel extract was calculated as the

following equation:

100(%)2

1 W

WYield

where, W1 is weight of extract recovered (g) and W2 is weight of fresh pomelo peel (g).

2.5 Evaluation of clear zone of inhibition and antimicrobial index (AI) of pomelo peel extract

S. aureas (ATCC 25923) was obtained from the Department of Medical Sciences, Ministry of Public Health, Thailand. The microbial was maintained in TSA at 5oC. Stock culture of S. aureas was grown in TSB at 37oC for 18 h at 160 rpm. The maximum level of the microbial was 1,010 CFU/ml. The concentration was subsequently adjusted to 108 CFU/ml using buffer peptone water. A suspension of the tested microbial was spreaded on the MHA plate. Then, 6 mm in diameter of filter paper which was soaked into 15 μl of the pomelo peel extract was placed on the inoculated plates. After keeping at 4oC for 2 h, the plate was incubated at 37oC for 24 h. After that, the diameter of clear zone of inhibition was evaluated in millimeters. The filter paper that was not soaked into the pomelo peel extract was used as a control sample. Then, the antimicrobial index (AI) was calculated as (diameter of clear zone of inhibition – diameter of filter paper) / (diameter of filter paper).

2.6 Preparation of biodegradable film containing pomelo peel extract

To determine the effects of concentrations of the extract on properties and antimicrobial activity of biodegradable film, pomelo peel extract was mixed with 5.0 g of cassava starch (Cholcharoen Co., Ltd., Thailand), 0.75 g of glycerin, 0.7 g of sucrose, and 1.4 g of inverted sugar at concentrations of 0.050, 0.075, 0.100, 0.125, and 0.150% w/w. The specific content of film mixture was homogenized and poured on an acrylic plate with dimensions of 10×10 cm to cast a film at thickness of 100 ± 10 μm (Figure 1). A micrometer was used for measuring film thickness. The film was hot air dried at 40oC until moisture content of the film equal to 16% (wet basis). The film which not

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


46

contained pomelo peel extract was used as a control sample.

Figure 1 Biodegradable film in acrylic plate before drying.

To determine the effects of film drying temperatures on properties and antimicrobial activity of biodegradable film containing pomelo peel extract, pomelo peel extract at selected concentration was mixed in another film component. The film mixture was prepared following above method. After casting the film mixture to an acrylic plate, hot air drying of the film was performed by five temperatures, which are 40, 45, 50, 55, and 60oC, until moisture content of the film equal to 16% (wet basis).

2.7 Evaluation of clear zone of inhibition and antimicrobial index (AI) of biodegradable film containing pomelo peel extract

To determine antimicrobial activity of biodegradable film containing pomelo peel extract, the method was similar to the method of evaluate clear zone of inhibition of pomelo peel extract as mention above, but 6 mm in diameter of filter paper which was soaked into 15 μl of the extract was changed to 6 mm in diameter of the biodegradable film wall containing pomelo peel extract. Then, the antimicrobial index (AI) was calculated as (diameter of clear zone of inhibition – diameter of biodegradable film wall) / (diameter of biodegradable film wall).

2.8 Determination of tensile strength and percent elongation at break of biodegradable film containing pomelo peel extract

The tensile strength of biodegradable film containing pomelo peel extract was carried out according to ASTM Standard Method D 882-09 (ASTM, 2009). Texture analyzer (TA-TX Plus, Stable Micro Systems, UK) was used. 100×25 mm of the film was prepared before testing. The film specimens were mounted in the grips of the texture analyzer and stretched at a rate of 50 mm min-1 until breaking. Tensile strength was calculated by dividing the maximum load by original cross-sectional area of the film. Percent elongation at break was calculated by dividing the extension at the moment of rupture of the film by its initial gage length and multiplying by 100.

2.9 Statistical analysis All experiments were performed in triplicate. The

variance was determined by ANOVA and the difference of mean values was determined by Duncan’s multiple range tests at a statistically significant level of 0.05.

3 Results and Discussions Yield values of pomelo peel extract extracting by

95% ethanol, dichlorometane, hexane, and ethyl acetate are shown in Figure 2. The result showed that the values of pomelo peel extract were in range of 0.19-0.57%. The amount of the extract that extracted by dichlorometane has the highest. The reason may be the solubility of the extract in each extracting solvent and degree of polarity of extracting solvents (Zhao and Hall III, 2008).

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


47

Figure 2 Yield of pomelo peel extract extracting by 95% ethanol, dichlorometane, hexane and ethyl acetate.

The antimicrobial activity of pomelo peel extract from pomelo peel against S. aureas was proposed to determine clear zone of inhibition around the filter paper. Figure 3 shows the filter paper that was soaked dichlorometane pomelo peel extract. The result showed that clear zone of inhibition can be generated around the filter paper. This experiment indicated that dichlorometane pomelo peel extract can be used to inhibit S. aureus growth. Similar result was obtained in 95% ethanol, hexane, and ethyl acetate pomelo peel extract but the figures are not shown. This result is corresponding to result of Naradisorn and Ruenkum (2009) who studied antimicrobial activity of pomelo peel extract against Colletotrichum gloeosporioides. They found that pomelo peel extract can inhibit this microbial that causes a anthracnose disease. Normally, pomelo peel extract contains a lot of essential oils (Deans and Ritchie, 1987; Mexis et al., 2012; Naradisorn and Ruenkum, 2009; Soffer and Mannheim, 1994; Tim Cushnie and Lamb, 2005). Some essential oils that are lipophilic compounds might destroy the phopholipid cell membrane of S. aureus, causing increased permeability and leakage of cytoplasm. Moreover, the essential oils might inhibit production of essential enzyme of S. aureus or coagulate of S. aureus cell content (Sanla-Ead et al., 2012). This action is typically used to explain the microbial inhibition activity of

essential oils from many plant extracts (Burt, 2004; Cowan, 1999; Tassou et al., 2000).

Figure 3 Clear zones of inhibition of the filter paper that was soaked dichlorometane pomelo peel extract.

Table 1 shows the values of antimicrobial index (AI) of the pomelo peel extract that were extracted by different extracting solvents. The result showed that the antimicrobial index (AI) of inhibition of pomelo peel extracts were in the range of 0.26-0.47. The values were significant different among the extracting solvents. The reason may be the difference of components in pomelo peel extracts that were extracted from different extracting solvents. Moreover, the result showed that pomelo peel extract that extract by dichlorometane is the best inhibitor. Srisajjalertwaja (1996) who investigated antifungal compounds from pomelo peel extract that extract by dichlorometane suggested that the pomelo peel extract can be used to inhibit fungi that is Cladosporium cladosporioides. The antifungal essential oils in the extract (extracting by dichlorometane) that were determined using Gas cromatrograpy-Mass spectroscopy (GC-MS), IR-spectroscopy and UV-spectroscopy contained some functional groups of hydroxyl and ester. These essential oils might affect on S. aureas similar to affect on Cladosporium cladosporioides.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


48

Table 1 Antimicrobial index (AI) of the filter paper that were soaked 95% ethanol, dichlorometane, hexane and ethyl acetate pomelo peel extract.

Solvents AI* (mm) Control 0.00d ± 0.00

95% ethanol 0.31b ± 0.01Dichlorometane 0.47a ± 0.01

Hexane 0.31b ± 0.01Ethyl acetate 0.26c ± 0.01

*Values followed by the same letter are not significantly different (P≥0.05)

Effects of concentrations of pomelo peel extract on tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of biodegradable films containing pomelo peel extract were studied. Due to high yield and S. aureus inhibition activity, pomelo peel extract that extract by dichlorometane was selected to prepare antimicrobial biodegradable film. The effect of concentrations of pomelo peel extract that was mixed in the film was investigated. Tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of the films were determined. In case of mechanical properties of the film, high tensile strength and percent elongation at break are generally required because structure that is strength and elastic is the desired properties of film for application (Gontard et al., 1992). The values of tensile strength and percent elongation at break of the biodegradable film containing pomelo peel extract are showed in Table 2. The results showed that tensile strength and percent elongation at break of the film were approximately 17.37-17.38 MPa and 15.7-16.0%, respectively. The values did not significant different between the film samples. This result indicated that pomelo peel extract did not influence structure of the film. The result agreed with the result of Kechichian (2010) who studied natural antimicrobial ingredients incorporated in biodegradable films based on cassava

starch. The researcher suggested that some natural antimicrobial ingredients such as cinnamon powder did not influence tensile strength of the film. Moreover, clove powder did not significantly change the percent elongation at break of the film. This may due to a little particle size and less amount of the natural antimicrobial ingredients in the film.

Table 2 Effects of concentrations of pomelo peel extract on tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of biodegradable films containing pomelo peel extract.

Concentration of pomelo

peel extract (% w/w)

Tensile strength*

(MPa)

Percent elongation at break*

(%)

AI*

0.000(Control) 17.37NS±0.07 15.8 NS±0.2 0.000e±0.0000.050 17.38NS±0.08 16.0 NS±0.1 0.000e±0.0000.075 17.38NS±0.05 16.1 NS±0.3 0.018d±0.0030.100 17.38NS±0.06 15.7 NS±0.5 0.050c±0.0070.125 17.38NS±0.03 15.8 NS±0.4 0.105b±0.0150.150 17.37NS±0.02 16.0 NS±0.2 0.167a±0.016


As in Table 2, S. aureus inhibiting activity of biodegradable film containing pomelo peel extract was also summarized. The antimicrobial index (AI) of the film containing 0.050, 0.075, 0.100, 0.125, and 0.150% (w/w) of pomelo peel extract equal to 0.000, 0.018, 0.050, 0.105, and 0167, respectively. The result revealed that S. aureus inhibiting activity of pomelo peel extract active when its concentration in the film was higher than 0.050% (w/w). Moreover, when comparing this result with the antimicrobial index (AI) result of pure pomelo peel extract extracting by dichlorometane in Table 1, the result suggested that antimicrobial index (AI) of the film containing pomelo peel extract is lower than that of the pure pomelo peel extract. This may due to concentration of the extract in the film.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


49

The result in Table 2 also showed that antimicrobial index (AI) of the film increased with increasing of concentration of pomelo peel extract. antimicrobial index (AI) of the films mixed with 0.150% (w/w) pomelo peel extract were higher than that of the films that were mixed with pomelo peel extract at lower concentration. This result agreed with the result of Mayachiew et al. (2010). They suggested that the concentration of galangal extract significantly affected the cell viability of the S. aureus. High concentration of galangal extract exhibited high cell reduction number of tested microbial.

To obtained biodegradable film containing 0.150% (w/w) pomelo peel extract at moisture content of 16% (wet basis), the film mixture were hot air dried for 14.43, 13.35, 12.87, 12.11, and 11.84 h at 40, 45, 50, 55, and 60oC, respectively. After drying, tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of the films were determined. The obtained values are presented in Table 3. The values were approximately 17.37-19.90 MPa, 16.0-24.4%, and 0.167-0.292, respectively. When comparing with the result of Chana-Thaworn et al. (2011) who studied properties of antimicrobial activity of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) films containing kiam wood extract, the values of tensile strength and percent elongation at break of film containing pomelo peel extract closed to those of HPMC films containing kiam wood at 1,500 mg l-1 (tensile strength is 18.48 MPa and percent elongation at break is 11.19%). However, the antimicrobial activity against S. aureus of HPMC films containing kiam wood at 1,500 mg l-1 (diameter of clear zone inhibition is 25.33 mm) is higher than that of film containing the highest concentration of pomelo peel extract in this research (diameter of clear zone inhibition is 1.75 mm). Possible reason could be the different concentration and functional properties of both extracts.

Table 3 Effects of drying temperatures on tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of biodegradable films containing pomelo peel extract.

Drying temperature

(oC)

Tensile strength*

(MPa)

Percent elongation at break*

(%)

AI*

40 17.37e±0.02 16.0 e±0.2 0.167e±0.01645 18.66d±0.07 17.3d±0.7 0.182d±0.01150 19.30c±0.01 18.6c±0.2 0.200c±0.01355 19.63b±0.02 20.1b±0.8 0.247b±0.00860 19.90a±0.03 24.4a±1.2 0.292a±0.003


The results in Table 3 also revealed that tensile

strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of the film significantly increased when drying temperature increased. The tensile strength, percent elongation at break, and antimicrobial index (AI) of the films dried at 60oC were higher than those of the films that were dried at lower temperature. Due to the lowest drying time, the film dried at the highest temperature had the highest quality. The result suggested that heat could affect some properties of essential oils in the pomelo peel extract such as water solubility and rate of vapourization during drying (Sanla-Ead et al., 2012). Moreover, the structure of the biodegradable film containing pomelo peel extract may depend on drying time. This result agreed with the result of Denavi et al. (2009) who studied effects of drying conditions (drying temperature at 34, 40, 55, 70, and 76oC) on some physical properties of soy protein films. These authors demonstrated that the best properties such as tensile strength, percent elongation at break, and barrier property of the film were obtained at higher temperature which allows a little longer time of drying process. However, the result disagreed with the result

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


50

of Mayachiew and Devahastin (2008) who demonstrated that low-pressure superheated stream drying at high temperature (70oC) led to chitosan film with higher tensile strength and percent elongation. The reason may involve drying methods and film materials.

4 Conclusions From the experimental results, it was indicated

that pomelo peel extract can be used to inhibit S. aureus that is a food pathogen. Yield and S. aureus inhibiting activity of the extract extracting by dichloromethane were the highest. After film production, the results of film properties testing appeared that the tensile strength, percent elongation at break and S. aureus inhibiting activity of the film depend on concentration of pomelo peel extract and film drying temperature. The edible film mixed with 0.15% w/w pomelo peel extract and dried at 60oC were higher than those of the films that were produced using another condition.

5 Acknowledgement This work was financially supported by Faculty of

Industrial Technology and Management, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok Foundation.

6 References Appendini, P., Hotchkiss, J. H. 2002. Review of

antimicrobial food packaging. Innovative Food Science and Emerging Technologies 3, 113-126.

ASTM standard D 882-09. 2009. Satandard test method for tensile properties of thin plastic sheeting. Annual book of American Standard Testing Methods. Philadelphia. PA.

Burana-osot, J., Soonthornchareonnon, N., Chaidedgumjorn, A., Hosoyama, S., Toida, T. 2010. Determination of galacturonic acid from pomelo pectin in term of galactose by HPAEC with

fluorescence detection. Carbohydrate Polymers 81, 461-465.

Burt, S. 2004. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in food-A review. International Journal of Food Microbiology 94, 223-253.

Chana-Thaworn, J., Chanthachum, S., Wittaya, T. 2011. Properties and antimicrobial activity of edible films incorporated with kiam wood (Cotyleobium lanceotatum) extract. LWT 44, 284-292.

Cowan, M.M. 1999. Plant productions as antimicrobial agents. Clinical Microbiology Review 12, 564-582.

Deans, S.G., Ritchie, G. 1987. Antibacterial properties of plant essentail oils. International Journal of Food Microbiology 5, 165-180.

Denavi, G., Tapia-Blácido, D.R., Añón, M.C., Sorbral, P.J.A., Mauri, A.N., Menegalli, F.C. 2009. Effect of drying conditions on some physical properties of soy protein films. Journal of Food Engineering 90, 341-349.

Gontard, N., Guilbert, S., Cuq, J.L. 1992. Edible wheat gluten film: influence of the main process variable on film properties using response surface methodology. Journal of Food Science 57, 190-195.

Jablonski, L.M., Bohach, G.E. 2001. Food microbiology: Fundamentals and frontiers. In: Doyle, M.P., Beuchat, L.R., Montville, T.J. (Eds.), (pp. 1-59). Washington DC: ASM Press.

Jiang, Y., Tang, C.H., Wen, Q.B., Li, L., Yang, X.Q. 2007. Effect of processing parameters on the properties of transglutamminase-treated soy protein isolate films. Innovation Food Science and Engineering Technology 8, 218-225.

Kechichian, V., Ditchfield, C., Veiga-Santos, P., Tadini, C.C. 2010. Natural antimicrobial ingredients incorporated in biodegradable films based on cassava starch. LWT 43, 1088-1094.

Maizura, M., Fazilah, A., Norziah, M.H., Karim, A.A. 2007. Antibacterial activity and mechanical properties of

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ


51

partially hydrolyzed sago starch-alginate edible film containing lemongrass oil. Journal of Food Science 72, C324-C330.

Mayachiew, P., Devahastin, S. 2008. CoMParative evaluation of physical properties of edible chitosan films prepared by different drying methods. Drying Technology 26, 176-185.

Mayachiew, P., Devahastin, S., Mackey, B.M., Niranjan, K. 2010. Effects of drying methods and conditions on antimicrobial activity of edible chitosan films enriched with galangal extract. Food Research International 43, 125-132.

Mexis, S.F., Chouliara, E., Kontominas, M.G. 2012. Shelf life extension of ground chicken meat using an oxygen absorber and a citus extract. LWT 49, 21-27.

Naradisorn, M., Ruenkum, A. 2009. Preliminary study on antimicrobial activity of crude extracts of pomelo albedo against Colletotrichum gloeosporioides. Journal of Food Agricultural-industrial Special issue, S138-S142.

Paes, S.S., Yakimets, I., Mitchell, J.R. 2008. Influence of gelatinization process on functional properties of cassava starch films. Food Hydrocolloid 22, 788-797.

Sanla-Ead, N., Jangchud, A., Chonhenchob, V., Suppakul, P. 2012. Antimicrobial activity of cinnamaldehyde and eugenol and their activity after incorporation into cellulosed-based packaging film. Packaging Technology and Science 25(1), 7-17.

Seydim, A.C., Sarikus, G. 2006. Antimicrobial activity of whey protein based edible films incorporated with oregano, rosemary and garlic essential oils. Research International 39, 639-644.

Sivarooban, T., Hettiarachchy, N.S., Johnson, M.G. 2008. Physical and antimicrobial properties of grape seed extract, nisin, and EDTA incorporated soy protein edible films. Food Research International 41, 781-785.

Soffer, T., Mannheim, C.H. 1994. Optimization of Enzymatic Peeling of Oranges and Pomelo. LWT 27, 245-248.

Souza, A.C., Benze, R., Ferrão, E.S., Ditchfield, C., Coelho, A.C.V., Tadini, C.C. 2012. Cassava starch biodegradable films: Influence of glycerol and clay nanoparticles content on tensile and barrier properties and glass transition temperature. LWT 46, 110-117.

Srinivasa, P.C., Ramesh, M.N., Kumar, K.R., Tharanathan, R.N. 2004. Properties of chitosan films prepared under different drying conditions. Jouranl of Food Engineering 63, 79-85.

Srisajjalertwaja, S. 1996. Antifungal compounds from pomelo ZCitrus grandis, L. Osbeck) peel. MSD thesis. Chiang Mai: Department of Chemistry, Chiang Mai University.

Suppakul, P., Miltz, J., Sonneveld, K., Bigger, S. W. 2003. Active packaging technologies with an emphasis on antimicrobial packaging and its applications. Journal of Food Science 68, 408-420.

Tassou, C., Koutsoumanis, K., Nychas, G.J.E. 2000. Inhibition of Salmonella enteritidis ans Staphylococcus aureus in nutrient broth by mint essential oil. Food Research International 33, 273-280.

Tim Cushnie, T.P., Lamb, A. 2005. Antimicrobial activity of flavonoids. International Journal of Antimicrobial Agent 26, 343-356.

Zhao, B. Hall III, C.A. 2008. Composition and antioxidant activity of raisin extracts obtained from various solvents. Food Chemistry 108, 511-518.

สมาค

มวศวก

รรมเ


ระเท

ศไทย

ส

งวนลข

สทธ

Documents

TSAE Journal Vol.19